[发明专利]一种气动试验件气动功率测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种气动试验件气动功率测量装置及方法，可以用于暂冲式压气机实验台对压气机试验件的气动功率测量，测量装置包括储气罐、试验段、排气罐和驱动单元，储气罐通过管路与试验段的进气端连通，排气罐通过管路与试验段的排气端连通，试验段与储气罐之间的连通管路上设置快开阀，试验段与排气罐之间的连通管路上设置排气阀排气罐还通过管路与一真空泵连通，驱动单元包括电动机和齿轮箱，电动机通过一测扭器与齿轮箱的低速端驱动连接，齿轮箱的高速端通过一飞轮与设置在试验段中的气动试验件驱动联接，该装置及方法基于暂冲式压气机实验台增速过程和减速过程中转子系统的动能变化，能够在实验台的低速端通过扭矩测量，从而实现压气机叶盘的气动功率测量。

技术领域

本发明涉及一种气动试验件气动功率测量装置及方法，尤其涉及一种适用于暂冲式压气机实验台的气动试验件气动功率测量装置及方法，能够在实验台的低速端通过对转动系统的扭矩进行测量，从而实现对位于实验台高速端的压气机叶盘的气动功率测量。

背景技术

暂冲式压气机实验台用于压气机试验件的气动性能测量，压气机试验件的气动功率是实验测量的重要部分。对于暂冲式压气机实验台，以往的压气机试验件的气动功率往往采用试验件进出口的总压、静压、总温等流场参数，通过气动函数进行计算获得，这种方法存在的误差较大，因为在暂冲式实验中，温度的测量总是有一定的滞后性，导致温度数据不准，从而导致压气机试验件的气动功率计算不准。

发明内容

针对现有技术的缺点和不足，本发明提出了一种气动试验件气动功率测量装置及方法，可以用于暂冲式压气机实验台对压气机试验件的气动功率测量，并给出了该方法进行试验件气动功率测量的计算方法。该气动功率测量装置及方法基于暂冲式压气机实验台增速过程和减速过程中转子系统的动能变化，可以不通过实验过程中的压力、温度等气动参数的测量结果，仅通过扭矩测量仪测得的扭矩及各部件的转动惯量，即可测得目标转速下压气机试验件的气动功率，避免了温度测量不准，导致的压气机试验件的气动功率计算不准的问题。

本发明为实现其技术目的所采用的技术方案为：

一种气动试验件气动功率的测量装置，用于对气动试验件的气动功率进行测量，其特征在于，所述测量装置包括储气罐、试验段、排气罐和驱动单元，其中，

所述储气罐通过管路与所述试验段的进气端连通，所述排气罐通过管路与所述试验段的排气端连通，所述试验段与储气罐之间的连通管路上设置快开阀，试验段与排气罐之间的连通管路上设置排气阀，所述排气罐还通过管路与一真空泵连通，

所述驱动单元包括电动机和齿轮箱，所述电动机通过一测扭器与所述齿轮箱的低速端驱动连接，所述齿轮箱的高速端通过一飞轮与设置在所述试验段中的气动试验件驱动联接，

利用所述测扭器测量增速过程中所述电动机在一预设转速ω₀及一增速加速度下的扭矩，并利用所述测扭器测量减速过程中所述电动机在所述预设转速ω₀及一减速加速度下的扭矩，结合所述齿轮箱、飞轮、气动试验件各自已知的转动惯量J₂、J₃、J₄，计算所述气动试验件在所述预设转速ω₀下的气动功率W_4,g。

优选地，所述测量装置对气动试验件的气动功率进行测量时，首先对所述气动试验件进行增速，具体为：关闭快开阀，利用所述真空泵将所述试验段抽成真空状态，起动所述电动机对所述气动试验件进行增速，利用所述测扭器测量所述电动机在一预设转速ω₀及该预设转速ω₀时已知的增速加速度下的扭矩T_c,i。