[发明专利]一种涡轮发动机燃烧室部件模拟试验中流量分配结构及方法

说明书

本发明提供了一种涡轮发动机燃烧室部件模拟试验中流量分配结构及方法，流量分配结构用于对外二股引气通道和内二股引气通道的流量进行分配，包括第一流量分配结构、第二流量分配结构、控制结构，第一流量分配结构用于控制外二股引气通道的流量，第一流量分配结构与外二股引气通道连通并设置在外二股引气通道的末端，第二流量分配结构与内二股引气通道连通并设置在内二股引气通道的末端。控制结构用于计算并调整外二股引气通道和内二股引气通道的引气流量。本发明设计的流量分配结构及方法，可模拟高压涡轮内外环引气，从而提高试验数据的准确性。

技术领域

本发明涉及燃气涡轮发动机领域，涉及涡轮发动机燃烧室部件模拟试验技术，具体为一种涡轮发动机燃烧室部件模拟试验中流量分配结构及方法。

背景技术

燃烧室作为燃气涡轮发动机核心部件之一，其部件性能是支撑发动机正常工作的主要因素，由于现有的理论、经验及计算方法还无法准确预测燃烧室的工作状态及性能，在当前和今后很长一段时间内，通过开展大量的试验研究和验证以获取燃烧室真实性能，仍是评定燃烧室性能的重要手段和主要方式。随着发动机性能的提升、试验设备的更新、测试等技术能力的不断进步，对部件试验精度方面提出了越来越高的要求。

传统燃烧室部件的扇形试验燃烧室出口模拟涡轮引气采用定量分配方式，但由于试验过程中不同状态下压力、温度差异导致流量系数发生变化，定量分配可能会导致实际试验过程中燃烧室流量分配发生变化，从而影响燃烧室部件性能试验的模拟精度，使试验获取的主燃烧室性能参数与实际性能产生偏差，误导发动机研制。

同时，在试验过程中需要进行燃烧室流量分配试验，根据试验结果确定是否通过封堵或扩充调整燃烧室部件的内外通道的引气量，其会大大增加燃烧室部件的试验成本及周期问题。

发明内容

本发明的目的在于解决燃气涡轮发动机燃烧室部件性能试验过程中模拟涡轮引气采用定量分配形式，影响试验模拟精度、影响试验数据的准确性、增加试验成本、试验周期的问题，设计了一种涡轮发动机燃烧室部件模拟试验中流量分配结构及方法，本发明的流量分配结构及方法采用内外二股通道独立引气方式，实现在不同试验状态调节引气比例保证设计指标实现燃烧室在发动机工作状态下的工作环境真实性模拟，提升试验模拟精度，进而提高燃烧室部件试验数据的准确性，并能验证不同引气量变化对燃烧室性能的影响，为燃气涡轮发动机燃烧室工程包容性设计提供数据支撑。

实现发明目的的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种涡轮发动机燃烧室部件模拟试验中流量分配结构，流量分配结构用于对外二股引气通道和内二股引气通道的流量进行分配，包括第一流量分配结构和第二流量分配结构，第一流量分配结构用于控制外二股引气通道的引气流量，第二流量分配结构用于控制内二股引气通道的引气流量。

其中，第一流量分配结构与外二股引气通道连通并设置在外二股引气通道的末端，包括第一通道和位于第一通道上的第一流量调节件。第二流量分配结构与内二股引气通道连通并设置在内二股引气通道的末端，包括第二通道和位于第二通道上的第二流量调节件。

其中，流量分配结构还包括控制结构，控制结构用于根据涡轮发动机不同工况对外二股引气通道和内二股引气通道的引气流量进行计算，输出流量调节指令并控制第一流量调节件和第二流量调节件调节引气流量大小。

进一步的，上述控制结构内设有主控模块、第一流量调节件驱动模块、第二流量调节件驱动模块。主控模块内设有计算模块，计算模块用于根据涡轮发动机不同工况计算外二股引气通道和内二股引气通道的引气流量，形成并向第一流量调节件驱动模块输出第一调节指令，向第二流量调节件驱动模块输出第二调节指令。

第一流量调节件驱动模块与第一流量调节件电连接，用于驱动第一流量调节件对外二股引气通道的引气流量进行调节。第二流量调节件驱动模块与二流量调节件电连接，用于驱动第二流量调节件对内二股引气通道的引气流量进行调节。