[发明专利]透平叶片冷却效果试验系统及方法

权利要求书

1.一种透平叶片冷却效果试验系统，其特征在于，包括：

静态透平叶片冷却试验装置，所述静态透平叶片冷却试验装置用于测试透平静叶片和静态透平动叶片；

航空发动机，所述航空发动机的燃气发生器包括用于向所述静态透平叶片冷却试验装置提供主流燃气的燃烧室和用于向所述静态透平叶片冷却试验装置提供冷却空气的压气机；

冷却气源装置，所述冷却气源装置与所述静态透平叶片冷却试验装置相连，所述冷却气源装置用于控制进入所述透平叶片冷却试验装置的冷却空气流量和压力；

试验冷却水装置，所述试验冷却水装置与所述静态透平叶片冷却试验装置相连，所述试验冷却水装置用于冷却所述静态透平叶片冷却试验装置的进口和出口的排气管道壳程；

控制系统，所述控制系统分别与所述静态透平叶片冷却效果试验装置、所述冷却气源装置和所述试验冷却水装置相连，所述控制系统用于控制所述主流燃气、所述冷却空气和冷却水的输出量；和

数据采集系统，所述数据采集系统与所述控制系统电连接，所述数据采集系统用于采集试验系统运行参数并发送至所述控制系统。

2.根据权利要求1所述的透平叶片冷却效果试验系统，其特征在于，所述静态透平叶片冷却试验装置包括主流燃气进气阀、主流燃气调节阀、透平叶片试验段、喷淋段和消音塔，所述主流燃气进气阀与所述燃气发生器出口抽气管道连接，所述透平试验段、所述喷淋段和所述消音塔依次相连，所述喷淋段用于快速降温所述主流燃气，所述消音塔用于消除噪声。

3.根据权利要求2所述的透平叶片冷却效果试验系统，其特征在于，所述透平叶片试验段包括3-7支全尺寸透平叶片，多支所述全尺寸透平叶片呈扇形分布，位于最外侧的两支所述全尺寸透平叶片为陪衬叶片，多支所述全尺寸透平叶片形成2-6个透平叶片流道。

4.根据权利要求2所述的透平叶片冷却效果试验系统，其特征在于，所述静态透平叶片冷却试验装置的进口处设置安全阀，所述安全阀用于试验所述透平叶片冷却试验装置的超压保护。

5.根据权利要求2所述的透平叶片冷却效果试验系统，其特征在于，所述静态透平叶片冷却试验装置还包括滑移段，所述滑移段设置在所述喷淋段与所述消音塔之间的排气管道上，所述滑移段用于调节所述排气管道的位移量。

6.根据权利要求5所述的透平叶片冷却效果试验系统，其特征在于，所述喷淋段和所述滑移段之间设置背压阀，所述背压阀用于调节透平叶片试验段的背压。

7.根据权利要求2所述的透平叶片冷却效果试验系统，其特征在于，所述冷却气源装置包括冷却空气进气阀和冷却空气调节阀，所述冷却空气进气阀通过抽气管道与所述压气机的排气缸相连，所述冷却空气进气阀与所述冷却空气调节阀通过管道相连，所述冷却空气调节阀与所述透平叶片试验段相连，所述冷却空气进气阀和所述冷却空气调节阀用于控制进入所述透平叶片试验段的冷却空气流量和压力。

8.根据权利要求7所述的透平叶片冷却效果试验系统，其特征在于，所述冷却空气调节阀与所述透平叶片试验段之间的管道上设有流量测点、压力测点和温度测点。

9.根据权利要求1所述的透平叶片冷却效果试验系统，其特征在于，所述试验冷却水装置包括冷却塔、水泵、进水管道、补水管道和出水管道，所述冷却塔通过所述进水管道与所述燃气发生器的出口和所述喷淋段入口的双层管道壳程相连，所述冷却塔通过所述出水管道与所述透平叶片试验段的进口和出口的排气管道壳程相连，所述补水管道与所述冷却塔相连。

10.一种透平叶片冷却效果试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

抽取航空发动机燃气发生器出口燃气作为主流燃气，抽取航空发动机压气机出口空气作为冷却空气；

将主流燃气和冷却空气分别通入透平叶片试验段的主流通道和透平叶片内部冷却通道，进行透平叶片冷却效果试验；

调整主流燃气进气阀与主流燃气调节阀的开度控制主流燃气流量，调整背压阀以调节所述透平叶片试验段的背压；

收集所述透平叶片试验段的出口气流，快速降温所述出口气流并排入消音塔。