[发明专利]一种涡轮出口截面气体温度场的测试装置

说明书

本发明涉及一种涡轮出口截面气体温度场的测试装置，属于动力机械技术领域。包括涡轮增压器、间接测温网、校正热电偶、红外热像仪以及相应的连接管路和线路；间接测温网可以得到涡轮出口截面气体温度信息；红外热像仪可得到间接测温网的温度场信息——涡轮出口截面气体温度场信息；校正热电偶用于校核红外热像仪测温精度。本发明测试装置科学合理，容易实现，稳定可靠，测量精度高，能够测出涡轮出口截面气体温度场，用这一测温装置得到的涡轮等熵效率更加准确，对涡轮特性的获取具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种涡轮出口截面气体温度场的测试装置，属于动力机械技术领域。

背景技术

涡轮增压器利用内燃机排气能量推动涡轮做功，增大内燃机进气压力，从而使内燃机功率提高、燃油消耗率和排气污染降低，使内燃机的性能得到了极大的改善。随着计算流体力学的发展，虽然可根据设计工况发动机的性能参数设计出高性能的、与发动机相匹配的涡轮增压器，但是，最终必须通过试验测取压气机和涡轮的性能数据以验证设计的正确性，以便对设计进行修改，得到性能最佳的机型。

由涡轮试验所获得的涡轮特性曲线，不仅能判断涡轮性能参数是否符合其气动性能的指标，还能在一定程度上反映涡轮的生产工艺品质，为改进涡轮增压器性能提供技术依据。它是涡轮增压发动机选配增压器不可缺少的技术条件。涡轮性能试验的最大难点是获取涡轮的等熵效率特性。根据涡轮等熵效率的计算公式，如果可以测出涡轮进出口气体的温降，便可直接求出其等熵效率，获得涡轮等熵效率特性。通常，涡轮进口温度容易测量，因为采取技术措施可使其进口截面气体温度均匀，满足测试精度的要求。而涡轮出口一般存在很强的旋流和不均匀性，出口气体同一截面各处温度不同，难以准确测量其出口温度，所以在现有涡轮等熵效率特性试验中，一般不直接测量涡轮进出口气体的温降，而是通过各种测功机或者间接测量方法来获得涡轮实际膨胀功，从而计算涡轮等熵效率。但是由于增压器的转速比较高，通常达到每分钟十几甚至二十几万转，测功机很难满足如此高的转速要求，使得这种测功机造价昂贵，并且在试验时需要对增压器的结构和支撑做较大的改动，试验周期比较长；另一方面，测试过程中的机械损失也很难估算。这些缺点使得这种测试方法得到的涡轮等熵效率精度不高。现有的涡轮出口气体温度测量方法是利用热电偶来进行测量，但是这种测量方法只能测得涡轮出口气体某一点的温度，无法测量出整个截面的气体温度，也就不能利用其数据来计算涡轮的等熵效率。虽然通过采用多个热电偶可以测量涡轮出口气体截面多点温度，但是测点毕竟有限，而且会由于使用了多支热电偶，而使涡轮出口气体的热力状态改变，使测温结果产生较大误差。由于以上原因，目前国内外均未有能准确测量涡轮出口截面气体温度场的测试装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术装置造价昂贵以及测试精度不高的问题，提供一种涡轮出口截面气体温度场的测试装置，该装置用于获取涡轮的等熵效率，得到涡轮效率特性。

本发明的目的是通过下面技术方案实现的。

一种测量涡轮出口截面气体温度场的测试装置，包括：间接测温网、校正热电偶、测温镜、红外热像仪、测温弯管。

所述间接测温网由金属丝编织而成；在金属丝的结点处固结具有高导热性、高发射率的颗粒。

所述金属丝为耐高温且导热性较差的金属丝。

所述高温是指温度为700-800℃；导热性较差是指材料导热系数小于20W/m.K；

所述金属丝包括：镍金属丝、铬金属丝、镍铬合金丝或锰铬合金丝；

所述具有高导热性、高发射率的颗粒，高导热性是指导热系数高于460W/m.K，高发射率是指发射率高于0.85；

所述颗粒包括：碳硅颗粒、碳颗粒或氧化镍颗粒；