一種測量亞音三維非定常流場的動態溫度壓力組合探針的製作方法

2023-12-11 23:39:32 1

本發明屬於溫度、壓力測試技術領域，涉及亞音速三維非定常流場的動態溫度、動態壓力測量裝置，具體涉及一種測量亞音三維非定常流場的動態溫度壓力組合探針，適用於葉輪機械進口、出口和級間亞音速三維動態流場的測試。

背景技術：

進口流場存在動態溫度、動態壓力組合畸變會嚴重影響航空發動機壓氣機、風扇氣動性能，甚至造成發動機失速、喘振，研究動態溫度、動態壓力組合畸變的影響機理，迫切需要對存在動態溫度、動態壓力組合畸變的壓氣機、風扇進口、級間、轉子出口亞音速三維動態流場進行測量。目前只能採用動態壓力傳感器測量動態壓力信號，採用小慣性熱電偶測量動態溫度信號，採用常規的穩態壓力探針測量總壓分布，不能提供更多的三維非定常流場信息，急需更有針對性的測量手段。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：針對動態溫度、動態壓力組合畸變影響機理研究中測量手段不足問題，提供了一種測量亞音三維非定常流場的動態溫度壓力組合探針，與現有的流場測試探針相比，能同時測得亞音速來流的溫度、總壓、靜壓、偏轉角、俯仰角、馬赫數和三維速度分量隨時間的變化。

本發明的技術解決方案是：

1、一種測量亞音三維非定常流場的動態溫度壓力組合探針，其特徵在於：包括探針頭部(1)、支杆(2)，所述探針頭部(1)包括共底面的圓柱體(3)、圓柱斜切體(4)，其內部封裝4支動態壓力傳感器、安裝1支動態溫度傳感器，動態溫度傳感器頭部(5)露出圓柱斜切體(4)的斜面(6)；在探針頭部(1)表面的同一側開有4個互不相通的壓力感受孔，其中在探針頭部(1)的圓柱斜切體(4)的斜面(6)上，溫度傳感器頭部(5)的前下方，開有一個壓力感受孔，為上孔(7)，在探針頭部(1)圓柱體(3)側面上開有3個壓力感受孔，分別為左孔(8)、中孔(9)、右孔(10)，4個壓力感受孔分別與探針頭部(1)內的4個動態壓力傳感器連通。

2、進一步，探針支杆(2)為圓柱體，其內部開有圓型管道，探針頭部(1)內封裝的4支動態壓力傳感器、1支動態溫度傳感器的線纜(11)，通過探針支杆(2)內的管道引出探針尾部。

3、進一步，探針頭部(1)圓柱斜切體(4)的斜面(6)與圓柱體(3)軸線的夾角為30°至54°。

4、進一步，上孔(7)的直徑為0.6毫米至1.5毫米，上孔(7)圓心與斜面(6)圓弧最低點的距離為1毫米至5毫米。

5、進一步，左孔(8)、中孔(9)、右孔(10)的直徑為0.6毫米至1.5毫米，中孔(9)圓心與斜面(6)圓弧最低點的距離為1毫米至5毫米。

6、進一步，動態溫度傳感器頭部(5)中心線、上孔(7)中心線、中孔(9)中心線、探針頭部(1)圓柱體(3)的軸線在同一個平面上，左孔(8)、右孔(10)沿該平面對稱分布，左孔(8)和右孔(10)中心線夾角為60°到100°。

7、進一步，探針頭部(1)圓柱體(3)軸線與探針支杆(2)軸線重合。

8、進一步，所述的探針頭部(1)圓柱體(3)直徑為4.5毫米至8毫米，長10毫米至50毫米。

本發明的有益效果是：

與現有的流場測試探針相比，本發明經過校準風洞標定，能同時測得亞音速來流的溫度、總壓、靜壓、偏轉角、俯仰角、馬赫數和三維速度分量隨時間的變化，為葉輪機實驗提供了一種高效、準確、全面測量亞音三維非定常流場參數的手段。

附圖說明

圖1是本發明實施例中的一種測量亞音三維非定常流場的動態溫度壓力組合探針的結構示意圖。

圖2是圖1的左視圖。

圖3是圖2的a向視圖。

其中：1-探針頭部，2-探針支杆，3-圓柱體，4-圓柱斜切體，5-動態溫度傳感器頭部，6-斜面，7-上孔，8-左孔，9-中孔，10-右孔，11-線纜。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細闡述。

如圖1所示，本實施例中介紹了一種測量亞音三維非定常流場的動態溫度壓力組合探針，包括探針頭部(1)、支杆(2)，探針頭部(1)包括共底面的圓柱體(3)、圓柱斜切體(4)，其內部封裝4支動態壓力傳感器、安裝1支動態溫度傳感器，動態溫度傳感器頭部(5)露出圓柱斜切體(4)的斜面(6)；在探針頭部(1)表面的同一側開有4個互不相通的壓力感受孔，其中在探針頭部(1)的圓柱斜切體(4)的斜面(6)上，溫度傳感器頭部(5)的前下方，開有一個壓力感受孔，為上孔(7)，在探針頭部(1)圓柱體(3)側面上開有3個壓力感受孔，分別為左孔(8)、中孔(9)、右孔(10)，4個壓力感受孔分別與探針頭部(1)內的4個動態壓力傳感器連通。

探針支杆(2)為圓柱體，直徑8毫米，其內部開有圓型通道，直徑5毫米，探針頭部(1)內封裝的4支動態壓力傳感器、1支動態溫度傳感器的線纜(11)，通過探針支杆(2)內的管道引出探針尾部。

探針頭部(1)圓柱斜切體(4)的斜面(6)與圓柱體(3)軸線的夾角為48°。

上孔(7)的直徑為0.6毫米，上孔(7)圓心與斜面(6)圓弧最低點的距離為2毫米。

左孔(8)、中孔(9)、右孔(10)的直徑為0.6毫米，中孔(9)圓心與斜面(6)圓弧最低點的距離為1毫米。

動態溫度傳感器頭部(5)中心線、上孔(7)中心線、中孔(9)中心線、探針頭部(1)圓柱體(3)的軸線在同一個平面上，左孔(8)、右孔(10)沿該平面對稱分布，左孔(8)和右孔(10)中心線夾角為90°。

探針頭部(1)圓柱體(3)軸線與探針支杆(2)軸線重合。

探針頭部(1)圓柱體(3)直徑為6毫米，長40毫米。

本發明實施例中介紹的一種測量亞音三維非定常流場的動態溫度壓力組合探針，經過亞音速校準風洞標定，可以獲得標定數據。實際測量亞音速三維非定常流場時，該動態溫度壓力組合探針的4支動態壓力傳感器、1支動態溫度傳感器同時測得各自感受到的非定常壓力、非定常溫度數據，利用獲得的亞音速校準風洞標定數據，進行數據處理，可以獲得亞音來流溫度、總壓、靜壓、偏轉角、俯仰角、馬赫數和三維速度隨時間的變化。