[发明专利]一种高温高压试验中进口流场参数测量装置

说明书

本发明提供了一种高温高压试验中进口流场参数测量装置，包括探针，探针的上端设有抽离结构、液压结构；抽离结构设置在机匣外壳的测量孔位置，包括连杆、缸体，连杆下端与探针连接，连杆上端沿缸体轴向插入并穿过缸体内腔，且连杆上套设固定有位于缸体内腔内且与缸体内壁接触的活塞，活塞将缸体内腔分割为上腔和下腔；缸体上端设有第一通孔，缸体下端设有第二通孔，液压结构经第一通孔为上腔提供液压介质，经第二通孔为所述下腔提供液压介质。进口流场参数测量装置具有结构简单，可长时间可靠、安全、反复的对探针进行操作，实现相关参数测量时抽出探针，完成后插入探针，避免探针在流道内对测量结果的影响，也能避免试验安全隐患的产生。

技术领域

本发明属于航空发动机及燃气轮机试验测试技术领域，具体为一种高温高压试验中进口流场参数测量装置。

背景技术

航空发动机及燃气轮机都是将高温高压气流转化为动力输出的装置，其做功相关部件工作在高温高压的环境中，因此在研制航空发动机及燃气轮机的过程中，针对这类部件进行的试验研究是必不可少的。

目前，航空发动机及燃气轮机的整机、零部件试验均追求在真实工况下进行，以期获得试验对象在实际工作状态的特征数据，并以此为研制、改进产品，这就对相关试验测试提出了不少苛刻的要求。例如航空发动机的涡轮，动力涡轮部件的气流温度均超过1800K，要在此条件下进行涡轮部件试验，获取其性能结果、冷却效果、结构强度以及相关调节机构的结构可靠性等，就必须测量出气流温度，并以此为基础设计、确定、调节试验工况。

而传统的压力、温度探针是无法在如此高温环境下长期运作的，需要对探针本体进行冷却，常见冷却手段是在探针的内部设计冷却通道，通过循环水降低探针温度，以保证探针的结构强度。同时，当探针位于测试对象的前端时，探针的存在破坏测试对象的进口（上游）流场，从而导致测试结果与实际情况不符，大幅降低试验结果的可信度。再者对于流道面积有限的试验，探针巨大的迎风面积会直接造成气流的堵塞，进一步影响测试结果。

虽然现在也有使用贵金属或陶瓷基耐高温探针，使用钌、铂等耐高温金属制作的探针可避免冷却问题并能缩小探针迎风面积，但其高昂的价格使得试验成本高涨，且因为不同试验的流道尺寸往往不同导致一种探针往往只能适用于一种试验，加上探针数量需求庞大，进一步推高了这种试验方法的成本。同时，气流高速流动产生的气动力、振动等问题也会破坏陶瓷材料，直接影响试验安全，因此陶瓷类材料制作的探针不适用此类试验。

也有在试验时，预实验中使用探针，正式试验中撤掉探针的方式，例如预试验中获取进口流场探针的测量结果和一些其它位置，通过布置在远上游的测点、燃料的流量等的测量结果，然后找出其中的对应关系，正式试验中撤掉进口流场探针，利用其它位置的测量数据和预试验中获取的对应关系推导出进口流场数据，从而避开探针对试验结果的影响。但是其存在步骤繁杂、试验成本高、人工成本高、时间长的弊端。

也有在中低温模拟试验中，为了去除探针本身对试验结果的影响，会使用电机在记录数据前将探针抽离流道，但以电机为动力的抽离机构需要在探针附近部署电机、减速机构、齿轮、丝杠等部件，其各部件热膨胀率的不同造成的卡滞问题和电子元件本身的耐温极限问题，限制了这一方法在高温高压试验中的应用。

发明内容

为了于解决高温高压稳态试验中探针对流场本身影响、探针不能在高温高压流道（例如温度大于1800K、压力高于1.0MPa）内稳定工作的问题，本发明设计了一种高温高压试验中进口流场参数测量装置，其可以实现稳态试验只在工况稳定时进行测试的特点，可长时间（连续8小时或以上）可靠、安全、反复的对探针进行操作，实现相关参数测量记录时抽出探针，记录完成后插入探针，继续试验下一个工况的调节的方式，达到避免探针在流道内对测量结果的影响，也能避免试验安全隐患的产生。

实现发明目的的技术方案如下：一种高温高压试验中进口流场参数测量装置，包括探针，所述探针的上端设有抽离结构、液压结构；