航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室溫度測量

1、一航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室溫度測量？貴州航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究所彭建、白慶雪捅要航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室出口鐫氣平均溫度沿徑向的分布偏離理想溫度分布，會(huì)對渦輪導(dǎo)向器葉片和轉(zhuǎn)子葉片的壽命帶來明顯影響，為探尋某型發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒童出口溫度分布，本文針對燃燒室出口與渦輪進(jìn)口問空間狹窄結(jié)柯復(fù)雜的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)簡單的測溫探針，并將導(dǎo)機(jī)臣改裝成了獨(dú)立的燃燒窒出口溫度場測量試驗(yàn)段成功地錄取了燃燒室點(diǎn)；溫度場數(shù)據(jù)證明了其揉針設(shè)計(jì)和發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)改裝是可行和可靠的主題詞燃燒室溫度場測量一、前言航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室出口溫度；是一個(gè)非常重要的參數(shù)，臺(tái)架試車按驗(yàn)收曲線計(jì)算獲得；，但場的平均究竟多高？計(jì)算所獲；是否倍當(dāng)？熱點(diǎn)如何分布等問題一直是設(shè)計(jì)者想了

2、解的問題外場常出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)級導(dǎo)向葉片損壞現(xiàn)象，更逐使設(shè)計(jì)者弄清燃燒室出口溫度場分布的實(shí)質(zhì)”因此對于燃燒室出口徑向平均溫度分布，出口溫度沿周向分布的坶勻性和最大溫度點(diǎn)（熱點(diǎn)）的溫度及其位置都十分關(guān)心、，但燃燒窒出口溫霞冀不是測量，其難點(diǎn)在于通道尺小，設(shè)計(jì)的探針應(yīng)考慮減小對流場的干擾；探針在高溫下應(yīng)安全可靠，具有一定壽命，一旦燒壞測量頭，碎塊將會(huì)打壞渦輪葉片，危及發(fā)動(dòng)機(jī)安全；裝配工藝十分困難。結(jié)構(gòu)上很難實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測量該項(xiàng)技術(shù)涉及到高溫、高速環(huán)境下探針結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、絕緣材料、工藝等諸多方面。國內(nèi)外均有一些研究應(yīng)用例子，年美國在發(fā)動(dòng)機(jī)上沿級渦輪靜子葉片前緣上安裝了點(diǎn)熱電偶，共點(diǎn)測量渦輪前溫度場；年

3、前蘇聯(lián)在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中將熱電偶安裝在特制的渦輪靜止葉片上測取燃燒窒出口溫度場，電偶數(shù)量達(dá)幾百點(diǎn)我國也有這方面的技術(shù)研究。但鑒于我國的高溫測溫器件匿乏，加之高溫絕熱材料條件和熱敏感元件制造工藝等條件韻限制，尚無成熟的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，其；溫度場瀏量一直是個(gè)較難的課題。本文作者利用螢內(nèi)現(xiàn)有條件，釬對某型發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室出口環(huán)境條件特點(diǎn)，沿導(dǎo)靜葉設(shè)計(jì)布置了個(gè)測濕探針，沿周向共窖點(diǎn)；并將導(dǎo)機(jī)匿改裝成了獨(dú)立的燃燒室出口；溫度場測量試驗(yàn)段，其探鐘耐氣燕沖捌，結(jié)構(gòu)可靠，穩(wěn)定性好，易裝配更換：成功地景取了燃燒室出口；點(diǎn)溫度場數(shù)據(jù)，無一點(diǎn)損壞該裝置適用于多機(jī)種發(fā)展了航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒奎出口；溫度場的測試技術(shù)。二、探針設(shè)計(jì)與發(fā)

4、動(dòng)機(jī)機(jī)匣改裝、探針設(shè)計(jì)某毽發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室火焰筒安裝邊距級弱輪靜葉前沿僅主流區(qū)測溫探針設(shè)計(jì)的核心問題，主要是要解決高溫下探針的強(qiáng)度，并使其盡可能減少對氣流的干擾，從而提高測溫的準(zhǔn)確度鑒于國內(nèi)尚缺乏高溫、高強(qiáng)度微型的測溫元件，本文作者仍采用了應(yīng)用比較成熟的熱電儡澍溫元件，其特性較穩(wěn)定工藝上易實(shí)現(xiàn)、尺寸小，對流場干擾小，有較高的時(shí)間響應(yīng)，重復(fù)性好，可靠性高為了減小高藹環(huán)境下涮量的誤差，采取了滯止罩式結(jié)構(gòu)與導(dǎo)渦輪靜葉前緣焊接形成潞溫探針，在狹窄空問內(nèi)充分考慮了對瘴換熟的條件為緒止用于冷卻導(dǎo)靜葉的二駁氣液與燃燒室出口氣藏形成摻混，利用瞳瓷環(huán)封裝較好地解決了滯止罩與熱電傭的絕熱與絕緣、防止振動(dòng)引起琉松、氣體

5、密封、引線等難題燃燒室兩火焰筒問安裝邊與之對應(yīng)的測點(diǎn)，由于空同狹窄不能采用帶滯止罩式結(jié)構(gòu)，而采用了露頭式結(jié)構(gòu)見圖和圈經(jīng)試驗(yàn)表明以上兩種結(jié)構(gòu)的探針結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，耐氣流沖刷，可靠穩(wěn)定。目哇矗暹查顯髀圖滯止式測探針圖凸頭式測強(qiáng)探針、測點(diǎn)布置：在某塹發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)靜葉莆緣措徑向布置了個(gè)測點(diǎn)，棒成涓混葉片捧，個(gè)葉片共個(gè)測點(diǎn)，測點(diǎn)按等環(huán)面分布經(jīng)驗(yàn)表明責(zé)金屬及其合金是高強(qiáng)測量的可靠蒜量元件。其長期使用溫度可達(dá)。能蔫足禍輪進(jìn)口鼙度的測量要求但都使用責(zé)金屬，將使經(jīng)費(fèi)開支太大考慮到燃燒竄出口溫度分布，即措導(dǎo)葉片葉高根部和頂部溫度僖低；同時(shí)考慮到兩火焰筒安裝邊之間連接處熱電偶探針感受到的是輻射熱。所以在措葉高的、截面及火焰

6、筒安裝邊與之對應(yīng)的測點(diǎn)可采用廉金屬材料的熱電偶，在主流區(qū)則采用貴金屬熱電偶，這樣貴金屬熱點(diǎn)偶僅占，大大降低了費(fèi)用、探針校準(zhǔn)在高溫燃?xì)饬鳒囟葴y量中，溫度測量的準(zhǔn)確度不僅與熱電偶材料特性有關(guān)，與探針結(jié)構(gòu)等復(fù)雜因素有關(guān)。設(shè)計(jì)的測溫探針，由于受測溫環(huán)境空間的限制，各物理尺寸都不可能獲得最佳尺寸，因此勢必存在著一定的澍溫誤差。而誤差計(jì)算結(jié)果距實(shí)際工況相差甚遠(yuǎn)。因此必須通過熱風(fēng)洞校準(zhǔn)，校準(zhǔn)工作在所熱校風(fēng)洞上進(jìn)行。表：給出了兩種結(jié)構(gòu)的恢復(fù)系數(shù)校準(zhǔn)結(jié)果，圖給出了時(shí)的測溫誤差校準(zhǔn)曲線表恢復(fù)系數(shù)特性校準(zhǔn)結(jié)果（偏航角為。）傳感器（馬赫數(shù)）（恢復(fù)系數(shù)）（復(fù)溫修正系數(shù)）滯止罩式。凸頭式從表可見凸頭式較滯止罩式的總溫恢復(fù)

7、系數(shù)差圖可見，帶滯止罩式的探針的溫度。與來流總溫。偏差較小校準(zhǔn)風(fēng)洞壁溫，對被校探針的影響甚徽，這與導(dǎo)靜葉被包容在氣流通道中的實(shí)際工況相符，；測溫試驗(yàn)件當(dāng)內(nèi)腔存在冷卻氣流時(shí)對其溫度探針測溫偏差影響較大為防止宴際工況下，二毆?dú)饬髁魅雽?dǎo)靜葉內(nèi)臟采取了堵塞的方法經(jīng)校準(zhǔn)后，兩種探針結(jié)構(gòu)與總溫的偏差，可以對測試結(jié)果進(jìn)行修正。、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣改裝為將測溫?zé)犭娕际霭l(fā)動(dòng)機(jī)，必須穿過導(dǎo)向器殼體前半部，為了噩免發(fā)動(dòng)機(jī)分解和裝配時(shí)造成電偶柬折斷：儡護(hù)熱電偶絲；將導(dǎo)向器殼體前半部分成兩段，中間增加了一道安裝邊，使導(dǎo)機(jī)匣成為獨(dú)立的；測溫工藝試驗(yàn)段同時(shí)為便于裝配時(shí)電偶束能順利穿過導(dǎo)向器殼體，又將導(dǎo)向器殼體前段分成上、下兩半

8、進(jìn)行扣裝為防止燃?xì)饣蚶錃鈴膶?dǎo)向器殼體的引線孔泄漏，在導(dǎo)機(jī)匣外環(huán)與導(dǎo)向器殼體間設(shè)計(jì)了封嚴(yán)安裝座，使電偶從中引出見圖該礙測溫工藝試驗(yàn)段經(jīng)試驗(yàn)證明是安全可靠的測溫葉片排根據(jù)需要可更換，易裝配而且適用多機(jī)種。，圖；測量試驗(yàn)件測溫誤差校準(zhǔn)曲三、測試結(jié)果及分析豳硝溫工藝試驗(yàn)段典型褪疰壢覓圈、圖所示的燃燒室十個(gè)火焰筒出口早均溫度分布圖從圈可見，兩相鄰火焰筒出口截面處溫度偏低原因是安裝邊所對應(yīng)的測點(diǎn)僅感受捌的是疆射熱，而且受燃燒室二段氣流的影響所以導(dǎo)致溫度俯低從圖可見。熱區(qū)主要分布在第、擴(kuò)、火焰筒出口處溫度場截面平均墨度在位于約葉片高度位置處量高對燃燒窒出口溫度分布品質(zhì)進(jìn)行考察：其不均勻度比渦輪出口高達(dá)約，圖；點(diǎn)溫度場局部扇面數(shù)據(jù)（）四、結(jié)論利用國內(nèi)現(xiàn)有絕緣、絕熱材料及應(yīng)用比較成熟的熱電偶測溫元件，解決好加工、組裝等工藝問題，成功地測取寸點(diǎn)溫度場，無一點(diǎn)損壞經(jīng)改裝后形成的某型發(fā)動(dòng)機(jī)；蠢度場撼量工藝試