[发明专利]一种压气机/轴向涡轮机内流场测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种压气机/轴向涡轮机内流场测试装置及方法，利用机壳固定安装待测压气机/轴向涡轮机，设置待测压气机/轴向涡轮机同轴的齿轮架，齿轮架上设有弧形滑槽，齿轮架的弧形滑槽内设有能够沿弧形滑槽滑动的弧形齿条，利用弧形齿条带动支撑架的一端固定的第一变速箱和第二变速箱转动，利用双极变速箱安装能够实现同轴转动和移动的探针结构，探针穿过丝杠和支撑架的通孔位于机壳内，本发明结构简单，能够实现探针在轴流式/离心式压气机及轴向涡轮机流道横截面扇形区域圆周方向的旋转运动、径向直线运动以及探针的自转运动，从而完成探针对该扇形截面流场分布参数的自动扫描测试，这样大大减小了操作工作量，提高了测量精度和测量效率。

技术领域

本发明属于压气机/轴向涡轮机结构测试领域，具体涉及一种压气机/轴向涡轮机内流场测试装置及方法。

背景技术

流体机械的流动测试中，探针被用来测量流体的总压、静压、速度大小和方向等参量。在实际测试过程中，往往需要不断改变探针在气流中的位置及测量孔相对于气流的方向，从而实现不同位置处气流参量的测量。探针测量工作量非常大，通常难以预知当地气流的流动方向，因此采用传统手动方法不断调整探针的位置和测量孔方向是一件十分繁琐的工作，并且效率低下。

对于轴流式/离心式压气机及轴向涡轮机流道的各叶片排之间、各级之间、各零部件之间内部气流参数在圆周方向及径向并非均匀分布，若只在固定周向位置或径向位置布置有限个测点，难以捕捉到气流参数沿周向和径向的变化，容易造成较大的测量误差。若在流道中布置测点过多，探针对流场造成的干扰较大，严重破坏了流场的真实性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压气机/轴向涡轮机内流场测试装置及方法，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种压气机/轴向涡轮机内流场测试装置，包括用于安装待测压气机/轴向涡轮机的机壳，机壳的外侧固定有齿轮架，齿轮架上设有弧形滑槽，齿轮架的弧形滑槽内设有能够沿弧形滑槽滑动的弧形齿条，弧形齿条旋转中心与待测压气机/轴向涡轮机同轴，齿轮架上固定有圆周运动电机，圆周运动电机的输出轴上固定有从动齿轮，从动齿轮与弧形齿条啮合，弧形齿条的一端固定有支撑架，支撑架的一端固定有第一变速箱，第一变速箱连接第一驱动电机，第一驱动电机的输出端通过第一变速箱连接有丝杠，丝杠的一端连接有第二变速箱，第二变速箱连接有第二驱动电机，第二变速箱的输出端为转动轴第二变速箱的转动轴、丝杠和支撑架设有同轴通孔，第二变速箱的转动轴通孔内固定有探针，探针穿过丝杠和支撑架的通孔位于机壳内。

进一步的，齿轮架与机壳为一体结构，齿轮架中间为开口空腔结构，从动齿轮设置与开口空腔内。

进一步的，机壳侧壁开设弧形滑槽，弧形齿条穿设于弧形滑槽内，弧形齿条与从动齿轮啮合。

进一步的，圆周运动电机通过固定支架固定于齿轮架一侧，圆周运动电机与从动齿轮通过联轴器连接。

进一步的，齿轮架的外圈壁开设有弧形槽，弧形槽内设有滑环，滑环上设有与支撑架同轴的通孔，支撑架的另一端与滑环固定连接。

进一步的，支撑架与弧形齿条通过螺栓固定连接。

进一步的，支撑架的一端设有安装台，第一变速箱设置于安装台上，支撑架的安装台上设有滑轨，第二变速箱设置于安装台上，丝杠与第二变速箱转动连接。

进一步的，探针通过锁紧螺母固定于第二变速箱的转动轴上。

进一步的，转动轴的一端设有弹簧夹头，弹簧夹头中间为通孔结构，锁紧螺母与弹簧夹头螺纹连接。

一种压气机/轴向涡轮机内流场测试方法，包括以下步骤：

S1，将探针穿过滑环、支撑架、丝杠、转动轴的通孔，探针的测量端延伸至环形通道内的运动流体中，另一端通过锁紧螺母固定于转动轴上；