航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室溫度測(cè)量

1、一航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室溫度測(cè)量？貴州航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究所彭建、白慶雪捅要航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室出口鐫氣平均溫度沿徑向的分布偏離理想溫度分布，會(huì)對(duì)渦輪導(dǎo)向器葉片和轉(zhuǎn)子葉片的壽命帶來(lái)明顯影響，為探尋某型發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒童出口溫度分布，本文針對(duì)燃燒室出口與渦輪進(jìn)口問(wèn)空間狹窄結(jié)柯復(fù)雜的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的測(cè)溫探針，并將導(dǎo)機(jī)臣改裝成了獨(dú)立的燃燒窒出口溫度場(chǎng)測(cè)量試驗(yàn)段成功地錄取了燃燒室點(diǎn)；溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)證明了其揉針設(shè)計(jì)和發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)改裝是可行和可靠的主題詞燃燒室溫度場(chǎng)測(cè)量一、前言航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室出口溫度；是一個(gè)非常重要的參數(shù)，臺(tái)架試車按驗(yàn)收曲線計(jì)算獲得；，但場(chǎng)的平均究竟多高？計(jì)算所獲；是否倍當(dāng)？熱點(diǎn)如何分布等問(wèn)題一直是設(shè)計(jì)者想了

2、解的問(wèn)題外場(chǎng)常出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)級(jí)導(dǎo)向葉片損壞現(xiàn)象，更逐使設(shè)計(jì)者弄清燃燒室出口溫度場(chǎng)分布的實(shí)質(zhì)”因此對(duì)于燃燒室出口徑向平均溫度分布，出口溫度沿周向分布的坶勻性和最大溫度點(diǎn)（熱點(diǎn)）的溫度及其位置都十分關(guān)心、，但燃燒窒出口溫霞冀不是測(cè)量，其難點(diǎn)在于通道尺小，設(shè)計(jì)的探針應(yīng)考慮減小對(duì)流場(chǎng)的干擾；探針在高溫下應(yīng)安全可靠，具有一定壽命，一旦燒壞測(cè)量頭，碎塊將會(huì)打壞渦輪葉片，危及發(fā)動(dòng)機(jī)安全；裝配工藝十分困難。結(jié)構(gòu)上很難實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量該項(xiàng)技術(shù)涉及到高溫、高速環(huán)境下探針結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、絕緣材料、工藝等諸多方面。國(guó)內(nèi)外均有一些研究應(yīng)用例子，年美國(guó)在發(fā)動(dòng)機(jī)上沿級(jí)渦輪靜子葉片前緣上安裝了點(diǎn)熱電偶，共點(diǎn)測(cè)量渦輪前溫度場(chǎng)；年

3、前蘇聯(lián)在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中將熱電偶安裝在特制的渦輪靜止葉片上測(cè)取燃燒窒出口溫度場(chǎng)，電偶數(shù)量達(dá)幾百點(diǎn)我國(guó)也有這方面的技術(shù)研究。但鑒于我國(guó)的高溫測(cè)溫器件匿乏，加之高溫絕熱材料條件和熱敏感元件制造工藝等條件韻限制，尚無(wú)成熟的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，其；溫度場(chǎng)瀏量一直是個(gè)較難的課題。本文作者利用螢內(nèi)現(xiàn)有條件，釬對(duì)某型發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室出口環(huán)境條件特點(diǎn)，沿導(dǎo)靜葉設(shè)計(jì)布置了個(gè)測(cè)濕探針，沿周向共窖點(diǎn)；并將導(dǎo)機(jī)匿改裝成了獨(dú)立的燃燒室出口；溫度場(chǎng)測(cè)量試驗(yàn)段，其探鐘耐氣燕沖捌，結(jié)構(gòu)可靠，穩(wěn)定性好，易裝配更換：成功地景取了燃燒室出口；點(diǎn)溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)，無(wú)一點(diǎn)損壞該裝置適用于多機(jī)種發(fā)展了航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒奎出口；溫度場(chǎng)的測(cè)試技術(shù)。二、探針設(shè)計(jì)與發(fā)

4、動(dòng)機(jī)機(jī)匣改裝、探針設(shè)計(jì)某毽發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室火焰筒安裝邊距級(jí)弱輪靜葉前沿僅主流區(qū)測(cè)溫探針設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題，主要是要解決高溫下探針的強(qiáng)度，并使其盡可能減少對(duì)氣流的干擾，從而提高測(cè)溫的準(zhǔn)確度鑒于國(guó)內(nèi)尚缺乏高溫、高強(qiáng)度微型的測(cè)溫元件，本文作者仍采用了應(yīng)用比較成熟的熱電儡澍溫元件，其特性較穩(wěn)定工藝上易實(shí)現(xiàn)、尺寸小，對(duì)流場(chǎng)干擾小，有較高的時(shí)間響應(yīng)，重復(fù)性好，可靠性高為了減小高藹環(huán)境下涮量的誤差，采取了滯止罩式結(jié)構(gòu)與導(dǎo)渦輪靜葉前緣焊接形成潞溫探針，在狹窄空問(wèn)內(nèi)充分考慮了對(duì)瘴換熟的條件為緒止用于冷卻導(dǎo)靜葉的二駁氣液與燃燒室出口氣藏形成摻混，利用瞳瓷環(huán)封裝較好地解決了滯止罩與熱電傭的絕熱與絕緣、防止振動(dòng)引起琉松、氣體

5、密封、引線等難題燃燒室兩火焰筒問(wèn)安裝邊與之對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)，由于空同狹窄不能采用帶滯止罩式結(jié)構(gòu)，而采用了露頭式結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖和圈經(jīng)試驗(yàn)表明以上兩種結(jié)構(gòu)的探針結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，耐氣流沖刷，可靠穩(wěn)定。目哇矗暹查顯髀圖滯止式測(cè)探針圖凸頭式測(cè)強(qiáng)探針、測(cè)點(diǎn)布置：在某塹發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)靜葉莆緣措徑向布置了個(gè)測(cè)點(diǎn)，棒成涓混葉片捧，個(gè)葉片共個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)按等環(huán)面分布經(jīng)驗(yàn)表明責(zé)金屬及其合金是高強(qiáng)測(cè)量的可靠蒜量元件。其長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)。能蔫足禍輪進(jìn)口鼙度的測(cè)量要求但都使用責(zé)金屬，將使經(jīng)費(fèi)開(kāi)支太大考慮到燃燒竄出口溫度分布，即措導(dǎo)葉片葉高根部和頂部溫度僖低；同時(shí)考慮到兩火焰筒安裝邊之間連接處熱電偶探針感受到的是輻射熱。所以在措葉高的、截面及火焰

6、筒安裝邊與之對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)可采用廉金屬材料的熱電偶，在主流區(qū)則采用貴金屬熱電偶，這樣貴金屬熱點(diǎn)偶僅占，大大降低了費(fèi)用、探針校準(zhǔn)在高溫燃?xì)饬鳒囟葴y(cè)量中，溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度不僅與熱電偶材料特性有關(guān)，與探針結(jié)構(gòu)等復(fù)雜因素有關(guān)。設(shè)計(jì)的測(cè)溫探針，由于受測(cè)溫環(huán)境空間的限制，各物理尺寸都不可能獲得最佳尺寸，因此勢(shì)必存在著一定的澍溫誤差。而誤差計(jì)算結(jié)果距實(shí)際工況相差甚遠(yuǎn)。因此必須通過(guò)熱風(fēng)洞校準(zhǔn)，校準(zhǔn)工作在所熱校風(fēng)洞上進(jìn)行。表：給出了兩種結(jié)構(gòu)的恢復(fù)系數(shù)校準(zhǔn)結(jié)果，圖給出了時(shí)的測(cè)溫誤差校準(zhǔn)曲線表恢復(fù)系數(shù)特性校準(zhǔn)結(jié)果（偏航角為。）傳感器（馬赫數(shù)）（恢復(fù)系數(shù)）（復(fù)溫修正系數(shù)）滯止罩式。凸頭式從表可見(jiàn)凸頭式較滯止罩式的總溫恢復(fù)

7、系數(shù)差圖可見(jiàn)，帶滯止罩式的探針的溫度。與來(lái)流總溫。偏差較小校準(zhǔn)風(fēng)洞壁溫，對(duì)被校探針的影響甚徽，這與導(dǎo)靜葉被包容在氣流通道中的實(shí)際工況相符，；測(cè)溫試驗(yàn)件當(dāng)內(nèi)腔存在冷卻氣流時(shí)對(duì)其溫度探針測(cè)溫偏差影響較大為防止宴際工況下，二毆?dú)饬髁魅雽?dǎo)靜葉內(nèi)臟采取了堵塞的方法經(jīng)校準(zhǔn)后，兩種探針結(jié)構(gòu)與總溫的偏差，可以對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行修正。、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣改裝為將測(cè)溫?zé)犭娕际霭l(fā)動(dòng)機(jī)，必須穿過(guò)導(dǎo)向器殼體前半部，為了噩免發(fā)動(dòng)機(jī)分解和裝配時(shí)造成電偶柬折斷：儡護(hù)熱電偶絲；將導(dǎo)向器殼體前半部分成兩段，中間增加了一道安裝邊，使導(dǎo)機(jī)匣成為獨(dú)立的；測(cè)溫工藝試驗(yàn)段同時(shí)為便于裝配時(shí)電偶束能順利穿過(guò)導(dǎo)向器殼體，又將導(dǎo)向器殼體前段分成上、下兩半

8、進(jìn)行扣裝為防止燃?xì)饣蚶錃鈴膶?dǎo)向器殼體的引線孔泄漏，在導(dǎo)機(jī)匣外環(huán)與導(dǎo)向器殼體間設(shè)計(jì)了封嚴(yán)安裝座，使電偶從中引出見(jiàn)圖該礙測(cè)溫工藝試驗(yàn)段經(jīng)試驗(yàn)證明是安全可靠的測(cè)溫葉片排根據(jù)需要可更換，易裝配而且適用多機(jī)種。，圖；測(cè)量試驗(yàn)件測(cè)溫誤差校準(zhǔn)曲三、測(cè)試結(jié)果及分析豳硝溫工藝試驗(yàn)段典型褪疰壢覓圈、圖所示的燃燒室十個(gè)火焰筒出口早均溫度分布圖從圈可見(jiàn)，兩相鄰火焰筒出口截面處溫度偏低原因是安裝邊所對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)僅感受捌的是疆射熱，而且受燃燒室二段氣流的影響所以導(dǎo)致溫度俯低從圖可見(jiàn)。熱區(qū)主要分布在第、擴(kuò)、火焰筒出口處溫度場(chǎng)截面平均墨度在位于約葉片高度位置處量高對(duì)燃燒窒出口溫度分布品質(zhì)進(jìn)行考察：其不均勻度比渦輪出口高達(dá)約，圖；點(diǎn)溫度場(chǎng)局部扇面數(shù)據(jù)（）四、結(jié)論利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有絕緣、絕熱材料及應(yīng)用比較成熟的熱電偶測(cè)溫元件，解決好加工、組裝等工藝問(wèn)題，成功地測(cè)取寸點(diǎn)溫度場(chǎng)，無(wú)一點(diǎn)損壞經(jīng)改裝后形成的某型發(fā)動(dòng)機(jī)；蠢度場(chǎng)撼量工藝試