[发明专利]一种用于加温加压压气机试验器的排气装置

说明书

本申请提供了一种用于加温加压压气机试验器的排气装置，属于航空发动机轴流压气机部件试验技术领域，具体包括底座、排气蜗壳、排气机匣、排气调节单元和排气管道，排气蜗壳设置于底座上，排气机匣坐落于排气蜗壳内，排气蜗壳上侧设有排气主流道和排气辅流道，排气调节单元安装于排气主流道和排气辅流道出口位置，排气管道与排气调节单元出口位置连接，排气机匣将被试件出口气流由轴向转为径向后由排气蜗壳收集并流经排气主流道和排气辅流道，经过排气调节单元调节后排出。通过本申请的处理方案，满足加温加压进气工况下压气机排气需求，降低加温加压工况下试验风险。

技术领域

本申请涉及航空发动机轴流压气机部件试验技术领域，尤其涉及一种用于加温加压压气机试验器的排气装置。

背景技术

航空发动机是一种高温、高负荷、高转速的热力机械，在工作性能不断提高的同时其工作包线也在不断扩大延伸。压气机是航空发动机的三大部件之一，为研制高性能的压气机，世界各航空发达国家的航空发动机公司和研究机构都建有加温加压压气机试验器，在航空发动机研制的不同阶段进行地面条件和飞行条件下的压气机部件全尺寸试验和模型考核试验，为航空发动机研制奠定了坚实的技术基础。我国已建有不同功率级、不同转速档次和转向的压气机试验装置，为航空发动机定型、新机预研做了大量的验证性工作，常规进气条件下试验器排气装置设计技术成熟,排气装置材料的大型铸造件铸造能力满足试验需要，但在模拟压气机真实进气条件下的试验研究方面还处于空白。

目前，大多数轴流式压缩部件试验器为敞开节流式，排气装置包含排气机匣、轴系、圆盘节气门、排气管道等结构。其中，排气机匣将被试件出口气流导入蜗壳内，并为轴系提供支点，气流流经排气蜗壳及管道排入大气，轴系传递输出转速及功率，圆盘式节气门对被试件状态进行调节。在敞开节流式压气机试验器中，大功率试验件试验过程进行进口节流，出口压力较小，同时大气进气状态下，试验件出口温度一般不超过800K，常规排气装置结构成熟，满足需要。但在进气加温加压条件下，被试件轴向力大，排气温度与压力远超常规试验件，排气节气装置设计难度极高。同时，加温加压工况下排气机匣与排气蜗壳采用常规结构易出现排气温度场不均匀，导致排气装置出现不规则变形；支撑底座设计难度大，且常规结构轴向尺寸较大，轴系设计难度高，给加温加压试验带来极大风险。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种用于加温加压压气机试验器的排气装置，用于加温加压压气机试验器的专用排气装置，满足加温加压进气工况下压气机排气需求，降低加温加压工况下试验风险，填补国内加温加压压气机试验领域空白，提升国内高负荷轴流压气机试验技术能力。

本申请实施例提供一种用于加温加压压气机试验器的排气装置，所述排气装置包括底座、排气蜗壳、排气机匣、排气调节单元和排气管道，所述排气蜗壳设置于所述底座上，所述排气机匣坐落于所述排气蜗壳内，所述排气蜗壳上侧设有排气主流道和排气辅流道，所述排气调节单元安装于所述排气主流道和所述排气辅流道出口位置，所述排气管道与所述排气调节单元出口位置连接，所述排气机匣将被试件出口气流由轴向转为径向后由排气蜗壳收集并流经所述排气主流道和所述排气辅流道，经过所述排气调节单元调节后排出。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述排气机匣包括内机匣和外机匣，所述内机匣和所述外机匣通过肋板相连，所述肋板沿周向均匀分布，相邻两个所述肋板之间形成气流通道。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述排气机匣与所述被试件通过内机匣和外机匣止口定位，通过外机匣螺栓紧固连接；所述所述排气机匣与所述排气蜗壳止口定心，通过定位销定位，通过螺栓紧固连接。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，排气调节单元包括排气主调球阀和排气辅调球阀，所述排气主调球阀安装于所述排气主流道出口位置，所述排气辅调球阀安装于所述排气辅流道出口位置；所述排气主调球阀和所述排气辅调球阀均采用竖直安装方式，所述排气主调球阀用于对气流进行粗调，所述排气辅调球阀用于对气流进行精调。