[发明专利]热态盘缘封严泄漏特性试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种热态盘缘封严泄漏特性试验装置，包括盘缘封严试验台，所述盘缘封严试验台开设有两个进气口和一个出气口，分别连接有主流进气、次流进气、混合出气；所述主流进气由主流气体发生装置产生，并由电加热系统加热得到，主流气体发生装置与电加热系统之间通过管路连接；电加热系统通过管路与盘缘封严试验台的主流进气口连接；所述次流进气由次流气体发生装置产生，次流气体发生装置通过管路与盘缘封严试验台的次流进气口连接；所述混合出气包括连接于盘缘封严试验台的出气口的管路。本发明通过对热电偶进行温度补偿，可以测试试验过程中的温度；通过对压力表进行改进，可以测试试验过程中被加热气体的压力。

技术领域

本发明涉及盘缘封严领域，特别涉及一种热态盘缘封严泄漏特性试验装置。

背景技术

在透平机械中，涡轮盘是主要的承力部件，其外环面直接与主流燃气接触，热量将沿着外环面向盘中心传递，从而使得涡轮盘从承受着巨大的热负荷，为了使其能够安全可靠的工作，必需提供一定的冷气进行冷却。式(1)为透平机械实际热效率表达式。

式中π为循环增压比，η_T为透平机械相对内效率，η_C,s为压气机绝热效率，κ为工质绝热指数，τ为循环增温比：循环最高温度与最低温度之比。

可以看出，如果冷气过多，则会降低主流燃气的平均温度，从而降低循环增温比τ，最终降低了透平机械的实际热效率。为了防止冷气过多的逸散至燃气通道，通常会涡轮盘的封严设计数目不等的挡块并称之为盘缘封严结构，盘缘封严结构利用通道间隙的突扩和突缩，将流体的压力能耗散转变为热能，从而起到增大流动阻力，降低发动机冷气量的作用。要获得盘缘封严结构在各种工况范围内的泄漏特性，很有必要通过试验来测试盘缘封严在不同的试验件、主/次流流量、不同主流进口温度及不同转速的泄漏特性。同时，由于真实透平机械中主流燃气温度很高，可能会对盘腔泄漏特性造成一定的影响，因此有必要采用试验的方法获得热态工况下盘缘封严的泄漏特性。在试验测试方面，由于大部分流量计和压力表都不耐高温，会给试验测试带来困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种热态盘缘封严泄漏特性试验装置及方法，能够测试不同工作条件下的盘缘封严泄漏特性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种热态盘缘封严泄漏特性试验装置，包括盘缘封严试验台，所述盘缘封严试验台开设有两个进气口和一个出气口，两个进气口分别为主流进气口和次流进气口，分别连接有主流进气和次流进气，出气口连接有混合出气；其中：

所述主流进气由主流气体发生装置产生，并由电加热系统加热得到，主流气体发生装置与电加热系统之间通过管路连接，该管路上设置有第一压力表、主流气体阀门、第一热电偶、涡街流量计；电加热系统通过管路与盘缘封严试验台的主流进气口连接，该管路上设置有第二压力表、第二热电偶；

所述次流进气由次流气体发生装置产生，次流气体发生装置通过管路与盘缘封严试验台的次流进气口连接，该管路上设置有次流气体阀门、金属转子流量计、第三压力表、第三热电偶；

所述混合出气包括连接于盘缘封严试验台的出气口的管路，该管路上设置有混合出气阀门、第四压力表、第四热电偶。

所述第二压力表通过紫铜管与管路连接，并通过吹风方式对紫铜管进行冷却。

所述电加热系统与盘缘封严试验台的第一进气口的连接管路上设置有保温装置。

所述保温装置为缠绕在管路上的石棉绳。

一种热态盘缘封严泄漏特性试验方法，包括以下步骤：

步骤1，开始试验时，先将混合出气阀门开至最大，再依次打开次流气体阀门，次流气体发生装置，主流气体阀门，主流气体发生装置，最后打开电加热系统；待各个压力表、热电偶及流量计的读数稳定后，记录其参数；