[发明专利]一种多功能盘腔瞬态响应特性实验台

说明书

本发明公开了一种多功能盘腔瞬态响应特性实验台，包括供气系统、能与供气系统连通的实验段以及安装在供气系统和实验段上的测试系统；供气系统包括通过管道依次密封连通的空气压缩机、储气罐和空气过滤器，经过空气过滤器的管道分为冷气管道和热气管道，冷气管道和热气管道均分为两个支路，在靠近冷气管道的两个支路设有能与其连通的电磁阀管道，电磁阀管道分为电磁阀第一支路和电磁阀第二支路；实验段包括沿水平方向依次同轴布设的电机、转轴、转静腔和静止腔；电磁阀第一支路能与静止腔连通，热气管道的两个支路能与转静腔和静止腔连通。本发明能进行冷热态静止腔‑转静腔的多腔耦合瞬态特性实验，为过渡态空气系统的性能分析提供数据支撑。

技术领域

本发明属于航空发动机空气系统过渡态研究技术领域，具体涉及一种多功能盘腔瞬态响应特性实验台。

背景技术

当发动机处于过渡状态或者紧急状态时，主流参数和二次流参数很不稳定。由于容积效应、流体惯性等因素，作为空气系统中重要部件的盘腔内部会经历复杂的瞬变流动过程，气流参数的变化无法同步、复现扰动的变化规律，而是存在一定的延缓、滞后，甚至波动现象。盘腔瞬态响应现象的出现会给发动机的正常工作带来一系列危害，如主流燃气入侵、高温部件冷却效率下降等。因此，研究盘腔瞬态响应特性对于揭示其内部瞬变流动物理机制进而开展空气系统过渡态问题研究具有十分重要的理论和工程应用价值。实验研究是验证理论分析的重要途径，也是揭示复杂物理现象本质最直观、最可靠的方法。由于盘腔瞬态响应过程复杂多变、参数响应变化难以捕捉、气流扰动规律难以调控等问题，目前，发动机盘腔相关实验台只适用于流动与换热稳态特性的研究，并在多盘腔瞬态特性耦合实验研究方面还是空白。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种多功能盘腔瞬态响应特性实验台，克服目前无法进行多盘腔瞬态特性耦合实验的缺陷。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种多功能盘腔瞬态响应特性实验台，包括供气系统、能与所述供气系统连通的实验段以及安装在供气系统和实验段上的测试系统；

所述供气系统包括通过管道依次密封连通的空气压缩机、储气罐和空气过滤器，经过所述空气过滤器的管道分为冷气管道和热气管道，所述冷气管道和热气管道均分为两个支路，在靠近冷气管道的两个支路设有能与其连通的电磁阀管道，所述电磁阀管道分为电磁阀第一支路和电磁阀第二支路，在电磁阀第一支路和电磁阀第二支路上均设有电磁阀；

所述实验段包括沿水平方向依次同轴布设的电机、转轴、转静腔和静止腔；所述电机通过联轴器连接转轴，转轴连接转静腔，转静腔与静止腔之间通过金属管连通；所述电磁阀第一支路能与静止腔连通，所述热气管道的两个支路能与转静腔和静止腔连通；

所述测试系统包括设在电磁阀第一支路、转静腔和静止腔上的微型高频压力传感器和微型快速响应热电偶。

本发明还包括如下技术特征：

可选地，所述空气过滤器有两级；所述冷气管道的两个支路分别为冷气第一支路和冷气第二支路，冷气管道的两个支路上均设有流量计和手动球阀；所述热气管道上依次设有流量计、手动阀和空气加热器，所述热气管道的两个支路分别为热气第一支路和热气第二支路，热气管道的两个支路上均设有手动阀。

可选地，所述转静腔包括圆柱状的转静实验腔和设在转静实验腔的第一圆筒形外壁上的环形转静加热腔；所述转静实验腔包括所述第一圆筒形外壁、安装在第一圆筒形外壁一侧端面上的圆形进气孔板、安装在进气孔板上的槽形的集气罩、设在集气罩中心的集气接口和设在第一圆筒形外壁另一侧的开口处的圆形的转盘；所述转盘上设有出气孔，转盘与第一圆筒形外壁的边缘紧密靠近但不接触；

在所述转静加热腔外壁上设有加热腔进气口和加热腔排气口；

在所述进气孔板上设有多个进气孔，所述进气孔沿周向排布；

所述转盘中心连接所述转轴。