[发明专利]一种测量火焰筒冷却孔的试验装置

说明书

本发明公开了一种测量火焰筒冷却孔的试验装置，包括：主流进气组件、排气组件、次流进气组件、试验机匣和支撑座；所述主流进气组件通过螺栓安装在试验机匣上；所述排气组件通过螺栓安装在试验机匣上；所述支撑座通过螺栓安装在试验机匣上；所述次流进气组件通过螺栓安装在所述支撑座一侧。本发明的试验装置能够测量火焰筒冷却孔的流场特征和冷却效率；设置有涡流器和头部进气孔，尽可能模拟火焰筒内真实主流旋流的流动状态；起始冷却气流经过冷却片和试验板之间构成的缝槽后形成贴壁的冷却气膜，模拟火焰筒内真实主流的流动状态；设置有引线安装座，便于对红外热像仪所测得壁温数据进行实时校验。

技术领域

本发明属于航空发动机试验技术领域，特别涉及一种测量火焰筒冷却孔的试验装置。

背景技术

随着对航空发动机性能要求的不断提高，导致燃烧室的进口温度及温升不断提高，火焰筒的冷却问题越来越受到研究人员的广泛关注，因为它将影响燃烧室的使用寿命。开展火焰筒冷却结构或冷却孔的流场特征分析及冷却效率测量是研究火焰筒冷却问题的主要渠道，通过流场特征分析可以探究冷却结构或冷却孔的冷却机理，以此深入发掘冷却潜力，而冷却效率是衡量一种冷却结构或冷却孔冷却效果好坏的指标，火焰筒冷却孔的冷却效率是燃烧室设计及研制中非常重要的设计数据。然而火焰筒冷却结构不同乃至不同形式的冷却孔均会导致流场特征及冷却效率的不同，由于影响冷却效率的因素很多，因此，想要获得火焰筒内真实状态下冷却孔高精确度的冷却效率数据及流场特征是极其重要的，而且惟有通过试验的方法。

目前，通过试验方法测量火焰筒冷却孔的流场特征与冷却效率需采用两套不同的试验装置进行分别测量，且测量火焰筒冷却孔冷却效率的方法大体为：将试验段设计成主流和次流分开的双气流通道结构形式，试验板设置于主流通道与次流通道之间，在压差的作用下部分次流空气通过试验板上的冷却孔进入到主流通道中，而后随主流一起排出，次流中的其余空气从次流出口单独排出，通过试验获得不同气流参数或结构参数下冷却孔的冷却效率。

目前的冷却孔流场测试装置无法与冷却效率试验装置共用，因此大大增加了试验转接段加工的成本以及试验过程的复杂程度。而且上述的冷却效率试验装置存在以下缺陷：尽管试验过程中考虑了燃烧室二股通道二次流和火焰筒主流气流流动的影响，但主流气流流动未考虑火焰筒头部气流旋转以及起始冷却气膜的影响，试验过程中试验转接段的导热对试验结果的精度影响较大，并且经过试验板上冷却孔的空气流量无法直接获得，需要采用两个流量计通过间接测量的方法获取，用主流出口流量减去主流进口流量，或者用次流进口流量减去次流出口流量，这种流量的获取方式会导致试验数据的误差较大。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种测量火焰筒冷却孔的试验装置，包括：主流进气组件、排气组件、次流进气组件、试验机匣和支撑座；

所述主流进气组件通过螺栓安装在试验机匣上；

所述排气组件通过螺栓安装在试验机匣上；

所述支撑座通过螺栓安装在试验机匣上；

所述次流进气组件通过螺栓安装在所述支撑座一侧。

更进一步地，还包括：涡流器安装座和涡流器；

所述涡流器安装座为矩形结构，中间设置有涡流器安装孔，上侧设置有第二凹槽；

所述涡流器安装在涡流器安装座上；所述涡流器安装座通过螺钉安装在主流进气组件上。

更进一步地，还包括：冷却片；

所述冷却片为直段片状结构；

所述冷却片通过螺钉安装在涡流器安装座上。

更进一步地，还包括：试验板、玻璃和盖板；

所述试验板为板状结构，四周设置有螺栓孔；

所述试验板中间设置有冷却孔；