航空发动机压气机级问参数测量方法
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航空发动机试验测试技术航空发动机是当代最精密的机械产品之一,由于航空发动机涉及气动、热工、结构与强度、控制、测试、计算机、制造技术和材料等多种学科,一台发动机内有十几个部件和系统以及数以万计的零件,其应力、温度、转速、压力、振动、间隙等工作条件远比飞机其它分系统复杂和苛刻,而且对性能、重量、适用性、可靠性、耐久性和环境特性又有很高的要求,因此发动机的研制过程是一个设计、制造、试验、修改设计的多次迭代性过程。
在有良好技术储备的基础上,研制一种新的发动机尚要做一万小时的整机试验和十万小时的部件及系统试验,需要庞大而精密的试验设备。
试验测试技术是发展先进航空发动机的关键技术之一,试验测试结果既是验证和修改发动机设计的重要依据,也是评价发动机部件和整机性能的重要判定条件。
因此“航空发动机是试出来的”已成为行业共识。
从航空发动机各组成部分的试验来分类,可分为部件试验和全台发动机的整机试验,一般也将全台发动机的试验称为试车。
部件试验主要有:进气道试验、压气机试验、平面叶栅试验、燃烧室试验、涡轮试验、加力燃烧室试验、尾喷管试验、附件试验以及零、组件的强度、振动试验等。
整机试验有:整机地面试验、高空模拟试验、环境试验和飞行试验等。
下面详细介绍几种试验。
1进气道试验研究飞行器进气道性能的风洞试验。
一般先进行小缩比尺寸模型的风洞试验,主要是验证和修改初步设计的进气道静特性。
然后还需在较大的风洞上进行l/6或l/5的缩尺模型试验,以便验证进气道全部设计要求。
进气道与发动机是共同工作的,在不同状态下都要求进气道与发动机的流量匹配和流场匹配,相容性要好。
实现相容目前主要依靠进气道与发动机联合试验。
2,压气机试验对压气机性能进行的试验。
压气机性能试验主要是在不同的转速下,测取压气机特性参数(空气流量、增压比、效率和喘振点等),以便验证设计、计算是否正确、合理,找出不足之处,便于修改、完善设计。
压气机试验可分为:(1)压气机模型试验:用满足几何相似的缩小或放大的压气机模型件,在压气机试验台上按任务要求进行的试验。
航空发动机烟气的测量方法
航空发动机烟气的测量方法主要包括以下几种:
1. 热电偶法:该方法基于热电效应原理,通过测量烟气与参考气体的温差电动势来推算烟气的温度。
这种方法具有测量准确、响应速度快、稳定性好等优点,但需要定期校准和清洁热电偶,以避免因污染和氧化导致测量误差。
2. 光学法:光学法是基于光的吸收、散射和干涉等原理来测量烟气参数的方法。
例如,红外光谱法可以用于测量烟气中的CO、CO2、H2O等组分浓度。
光学法具有非接触、无干扰、测量范围广等优点,但容易受到烟气中颗粒物和光学元件污染的影响,需要定期清洁和维护。
3. 电化学法:该方法利用电化学反应来测量烟气中的某些组分,如O2、NOx等。
电化学法具有测量准确、响应速度快、成本低等优点,但需要定
期更换电化学元件,以避免因老化或污染导致测量误差。
4. 激光雷达法:该方法利用激光雷达技术来测量烟气中的颗粒物浓度和粒径分布。
激光雷达法具有测量范围广、精度高、非接触等优点,但需要复杂的光学系统和数据处理技术,成本较高。
在实际应用中,根据具体的测量需求和条件,可以选择适合的测量方法。
航空发动机压气机工作温度概述及解释说明1. 引言1.1 概述航空发动机是现代飞行器的核心部件,其中压气机作为发动机的关键组成部分,在提供必要的气流压缩与推进力方面发挥着重要的作用。
而在压气机正常运行中,其工作温度是一个重要的影响因素。
本篇文章将对航空发动机压气机工作温度进行全面概述与解释说明。
1.2 文章结构本文将按照以下结构展开对航空发动机压气机工作温度的讨论:- 引言:对文章目的、内容和结构进行概述。
- 航空发动机压气机工作温度的重要性:探讨压气机在航空发动机中的作用,以及温度对其性能的影响及相关限制因素。
- 航空发动机压气机工作温度的测量与监控方法:介绍不同类型和原理的温度传感器,以及设计和实施压气机温度监控系统所需考虑的问题和应急措施。
- 对航空发动机压气机工作温度限制的解释:详细说明制造商规定和技术标准指南对压气机温度限制的要求和依据,以及飞行员操作手册中关于压气机温度限制的说明。
同时还探讨在维修和维护中如何监控和调整压气机温度的方法和程序。
- 结论:对航空发动机压气机工作温度进行总结,并提出对于压气机温度控制和监控的建议与展望。
1.3 目的本文旨在全面介绍航空发动机压气机工作温度这一重要方面,并深入阐述其对发动机性能的影响以及相应的监控和调整方法。
通过本文,读者可了解到航空发动机压气机工作温度相关知识,并为实际生产、运营与维护提供参考与指导。
2. 航空发动机压气机工作温度的重要性2.1 压气机在航空发动机中的作用压气机是航空发动机的核心组件之一,它负责将大量的气体吸入发动机并通过压缩提高气体的密度,从而产生更大的推力。
压气机可以分为低压和高压两个部分,并通过复杂的转子和定子构造实现高效率的工作。
它起着将外界空气往后排送、为燃烧室提供所需进口条件和增加末级推力等关键功能。
2.2 温度对压气机性能的影响航空发动机中,良好的工作温度对于保证压气机性能至关重要。
具体来说,适宜的工作温度可以确保良好的动力输出、有效地吸取外界空气并进行良好的压缩,从而提供足够强大且稳定的推力。
航空发动机压气机叶片检修技术摘要:航空发动机在使用或经过长时间试验后,在分解检查过程中会发现部分压气机叶片存在损伤,而压气机叶片价格及其昂贵,更换新件将大大提高成本。
因此,本文介绍了降低航空发动机压气机叶片使用成本的检修技术,包含叶片的清洗、外观故障检查(以下简称故检),无损检测、叶型修理、叶型测量、叶根喷丸强化,叶片表面振动光饰等在内的先进修理技术。
【关键词】航空发动机压气机叶片修理技术航空发动机的压气机叶片工作条件非常恶劣,处于高温、高压、高转速、高离心力的状态。
特别是军用战斗机的发动机,因为作战机动,不断出现快速调整姿态等需求,导致为战斗机提供动力的航空发动机出现快速交变温差,工作条件的恶劣程度更是呈指数级增长。
因此,在航空发动机叶片的设计和制造上,都采用了性能优异但价格昂贵的钛合金和高温合金材料以及复杂的制造工艺。
在维修时,采用先进的修理技术对存在缺陷和损伤的叶片进行修复,可延长使用寿命,减少更换叶片,提高经济收益。
为了有效提高航空发动机的工作可靠性和经济性,压气机叶片先进的修理技术日益受到重视,并获得了广泛的应用。
1.修理前的处理与检测压气机叶片在实施修理工艺之前,需开展必要的预处理和检测,以清除其表面的附着杂质;对叶片损伤形式和损伤程度做出评估,从而确定叶片的可修理度和采用的修理技术手段。
1.1清洗压气机叶片使用过后,容易吸附空气中的杂质,从而在叶片表面黏附有沉积物,部分沉积物经过高温氧化腐蚀后产生热蚀层,这些沉积物影响了气流的运动,导致压气机的效率下降,同时沉积物也掩盖了叶片表面的损伤,不便于检测。
因此,叶片在进行检测和修理前,要清除沉积物。
1.2故检叶片修理前,需针对其外部的损伤类型,损伤程度等进行故检,以判断是否可以继续使用,及确定相应的修理方案。
故检是维修过程的重要工序,整个发动机的制造(维修)成本控制,很大部分来自故检工序,因此众多维修厂都对故检工作极为重视。
1.3无损检测无损检测是在不损害或不影响叶片使用性能,不伤害叶片内部组织的前提下,利用叶片内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化,以物理或化学方法为手段,对叶片内部及表面的结构、状态及缺陷的类型、数量、形状、性质、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。
航空发动机原理与构造实验报告实验名称:小型轴流式压气机实验授课班级:100146C授课教师:姓名:学号:一、实验目的:1、加强对压气机流量特性的理解。
2、进一步提高动手能力。
二、实验内容:包括压气机相关参数的测量、计算以及流量特性曲线的绘制。
三、基本概念:压气机特性:压气机的性能参数增压比和效率随工作参数流量;转速;进入压气机空气的总温;总压的变化规律称为压气机特性。
压气机的流量特性:在进入压气机空气的总温和总压保持不变的情况下,压气机的增压比和效率随进入压气机空气的流量和压气机转速的变化规律称为压气机的流量特性。
四、试验台部件:1、进口导流盆。
2、可调进口导流叶片。
3、转子叶轮。
4、出口导流叶片。
5、动力系统。
、6、进口整流罩和出口整流锥。
7、出口节流阀。
8、试验台支架。
五、实验原理:压气机在任何转速下工作,在一定的流量范围内,随着流量下降,增压比上升;随着流量继续下降,增压比开始下降。
当减小到一定程度时,压气机进入不稳定工作。
这是由于气流量减小,气流轴后速度减小,气流的正攻角增大。
气流在叶背的分离将更严重,压气机的效率降低,增压比下降。
六、数据处理:数据如下表:Pt0(Pa)Tt0(K)P1(Pa)Pt4(Pa)P4(Pa)Mass(K/S)(度)20 99864 300.32 99828 99953 99917.13 1.78630 99876 300.33 99846 99992 99968.54 1.66540 99889 300.36 99867 100058 100035.13 1.39445 99895 300.37 99876 100083 100066.35 1.29050 99898 300.38 99886 100046 100044.24 1.048七、特性曲线绘制:通过得到静压升作为纵坐标。
把流量作为横坐标可得到流量特性图。
流量特性图八、实验总结:由流量特性图可以看出:初始阶段,随流量下降,增压比上升;达到峰值以后,随流量继续下降,增压比开始下降。
航空发动机设计手册第8册—压气机航空发动机作为飞机的心脏,其设计和性能直接影响飞机的安全和效率。
在航空发动机设计手册的第8册中,压气机是其中一个关键的部分,其设计和性能对发动机整体性能起着至关重要的作用。
在本文中,我们将深入探讨压气机的设计原理、工作特性以及对整体发动机性能的影响。
1. 压气机的基本原理压气机是航空发动机中的一个关键部件,其主要作用是将气体压缩,提高进气气流的压力和温度。
压气机通常由多级叶片和转子组成,通过叶轮的旋转将气体压缩,使其达到所需的进气压力。
压气机的设计需要考虑叶轮的叶片角度、叶片数目、叶片材料等因素,以实现高效、稳定的压缩过程。
2. 压气机的工作特性压气机在工作过程中会产生压力脉动和振动问题,这对发动机的可靠性和性能造成一定的影响。
在设计压气机时,需要考虑叶轮和转子的结构强度、动力平衡等问题,以减小振动和噪音,提高压气机的工作稳定性和可靠性。
压气机的流场特性对压气机的压缩效率和性能影响巨大,需要通过流场仿真和试验验证来优化设计。
3. 压气机对整体发动机性能的影响压气机的设计和性能直接影响整体发动机的性能和效率。
压气机的压缩效率、气动性能和工作稳定性会影响发动机的燃烧过程、推力输出和燃油消耗,直接关系到飞机的飞行性能和经济性。
在设计压气机时,需要综合考虑压气机与其他部件的协调配合,以实现最佳的整体性能和效率。
总结回顾通过对航空发动机设计手册第8册—压气机的深入探讨,我们对压气机的设计原理、工作特性以及对整体发动机性能的影响有了更深入的了解。
压气机作为航空发动机中的关键部件,在提高发动机性能和效率方面发挥着重要作用。
在今后的发动机设计和优化过程中,需要继续关注压气机的设计和性能问题,以实现更高水平的发动机性能和效率。
个人观点和理解作为发动机设计师,我深知压气机在航空发动机中的重要性。
压气机的设计和性能直接关系到整体发动机的性能和效率,对整个飞机的飞行性能和经济性影响巨大。
航空发动机试验测试技术航空发动机是当代最精密的机械产品之一,由于航空发动机涉及气动、热工、结构与强度、控制、测试、计算机、制造技术和材料等多种学科,一台发动机内有十几个部件和系统以及数以万计的零件,其应力、温度、转速、压力、振动、间隙等工作条件远比飞机其它分系统复杂和苛刻,而且对性能、重量、适用性、可靠性、耐久性和环境特性又有很高的要求,因此发动机的研制过程是一个设计、制造、试验、修改设计的多次迭代性过程。
在有良好技术储备的基础上,研制一种新的发动机尚要做一万小时的整机试验和十万小时的部件及系统试验,需要庞大而精密的试验设备。
试验测试技术是发展先进航空发动机的关键技术之一,试验测试结果既是验证和修改发动机设计的重要依据,也是评价发动机部件和整机性能的重要判定条件。
因此“航空发动机是试出来的”已成为行业共识。
从航空发动机各组成部分的试验来分类,可分为部件试验和全台发动机的整机试验,一般也将全台发动机的试验称为试车。
部件试验主要有:进气道试验、压气机试验、平面叶栅试验、燃烧室试验、涡轮试验、加力燃烧室试验、尾喷管试验、附件试验以及零、组件的强度、振动试验等。
整机试验有:整机地面试验、高空模拟试验、环境试验和飞行试验等。
下面详细介绍几种试验。
1进气道试验研究飞行器进气道性能的风洞试验。
一般先进行小缩比尺寸模型的风洞试验,主要是验证和修改初步设计的进气道静特性。
然后还需在较大的风洞上进行l/6或l/5的缩尺模型试验,以便验证进气道全部设计要求。
进气道与发动机是共同工作的,在不同状态下都要求进气道与发动机的流量匹配和流场匹配,相容性要好。
实现相容目前主要依靠进气道与发动机联合试验。
2,压气机试验对压气机性能进行的试验。
压气机性能试验主要是在不同的转速下,测取压气机特性参数(空气流量、增压比、效率和喘振点等),以便验证设计、计算是否正确、合理,找出不足之处,便于修改、完善设计。
压气机试验可分为:(1)压气机模型试验:用满足几何相似的缩小或放大的压气机模型件,在压气机试验台上按任务要求进行的试验。
航空发动机设计手册第8册—压气机航空发动机设计手册第8册—压气机导言航空发动机作为现代飞机的核心部件之一,其设计和性能直接关系到飞机的安全和效率。
而在整个发动机中,压气机作为将空气压缩的部分,具有非常重要的作用。
本文将从深度和广度两个方面对航空发动机设计手册第8册—压气机进行全面评估,并撰写一篇有价值的文章,以帮助读者更全面、深刻地理解这一主题。
一、压气机的作用和原理压气机是航空发动机中的一个重要部件,其主要作用是将从进气口吸入的空气进行压缩,以提高空气的密度和压力,为燃烧室提供更加理想的燃烧条件。
通过高效的压气机设计,可以有效提高发动机的功率输出和燃料效率,从而提高飞机的性能和经济性。
压气机的原理主要是通过旋转的叶片对空气进行不断的加速和压缩,使其内能转化为压缩空气的动能和静能。
二、压气机设计要点及技术挑战在航空发动机设计手册第8册中,对压气机的设计要点和技术挑战进行了详细的介绍。
压气机设计需要考虑叶片的气动性能和结构强度,以确保在高速旋转和高压力下的稳定运行。
压气机的叶片布局和数量、进气口的设计和进气量的控制等都是需要精密计算和优化的关键参数。
压气机在高速飞行状态下还需要考虑气动噪声和振动问题,以确保飞机在各种工况下都能够稳定、安全地运行。
三、压气机的发展趋势和展望随着航空发动机技术的不断进步和飞机性能的不断提高,压气机的设计也在不断发展和演进。
未来的压气机将更加注重高效、轻量化和智能化的设计,以满足飞机对燃料经济性、环保性和安全性的更高要求。
随着电力推进和混合动力技术的发展,压气机在这些新型动力系统中的应用也将得到更加广泛的关注和研究。
总结航空发动机设计手册第8册—压气机作为航空发动机设计的重要参考资料,全面系统地介绍了压气机的设计原理、计算方法和性能特点。
通过对压气机的深度和广度的探讨,我们可以更好地理解航空发动机的工作原理和设计要点,从而更好地应用于飞机研发和运行中。
压气机作为航空发动机的关键部件,其设计和性能对飞机的性能和经济性都具有重要影响,因此其发展趋势和展望也值得我们深入关注和研究。
图1压比调节前后的实时效率按照上述两种方式录取压气机80%、87%、94%相对换算转速下堵点至最高效率点的试验数据,将设计点压比、换算流量作为参考点,无量纲化的换算流量-压比、换算流量-效率特性线如图2、图3所示。
图2换算流量-压比特性线两种录取方式得到的特性线几乎完全重合,表明效率稳定后录取数据与工况调节完成后稳定2分钟录取数据图3换算流量-效率特性线得到的试验结果基本没有差异。
然而,由图1可知,在阀门调节完成后约25秒效率达到稳定,相比于稳定2分钟后采集数据,大幅度缩短了稳态数据采集前稳定的时间。
此外,试验过程中发现,不同转速下,调节压比后效率达到稳定所需的时间不同;相同转速下,调节节流比、引气率、可调静叶角度与调节压比后效率达到稳定的时间也不同,但总体上效率稳定所需时间短于2分钟。
此外,从转子叶尖间隙对压气机性能影响的角度[4],本文进行了进一步的探讨。
调节压气机工况后稳定时间不同,转子叶片叶尖间隙会有一定差异。
以压气机升转过程为例,从87%相对换算转速升转至91%相对换算转速后,转子叶尖间隙的变化如图4所示。
图4压气机升转后叶尖间隙的变化由图4可知,压气机转速升高后,在离心力的转子叶片伸长,叶尖间隙减小;随后机匣温度升高产生热膨胀,叶尖间隙增大;最后随着转子温度的升高,叶尖间隙略有减小。
压气机转速调节后10分钟,转子叶尖间隙尚未完全达到平衡。
因此,通过稳定一段时间使转子叶尖间隙稳定后进行采集稳态数据,在实际试验过程中不具备可执行性。
综上所述,利用实时效率判定是否具备稳态采集条件的方法可行且有效,在保证数据质量的同时缩短了稳定时间。
此外,对于不同台份的压气机,这种判定方法有利于保证试验数据质量的一致性,比通过计时判定状态稳定的方法更加合理。
2稳态数据采样时间稳态数据采集的采样时间主要用于提高重复测量次数,降低随机效应导致的测量不确定度。
为了研究采样时间对测量结果的影响,将压气机相同工况下采集10秒的数据与采集30秒的数据进行对比,不同采样时间的测量结果如图5、图6所示。
总压测量概述一、总压及其重要意义从物理概念上讲,气流的总压就是气流绝能等熵滞止下来的压力。
它在飞机和航空发动机等与气体动力学有关的学科领域的设计和实验中是最重要的参数之一。
例如在航空发动机的设计中,压气机对进入发动机的气体进行做功,提高其总压,燃烧室进口气流的总压决定了燃油的燃烧效率,涡轮前气体的总压决定了涡轮做功的多少,从整个发动机考虑,气流的总压升决定了发动机的推力大小和推进效率。
所以,在航空发动机的设计中总压是一个极其重要的气动参数,在航空发动机实验测试中,气流的总压是一基本测量参数。
在其它学科和领域总压这一概念也使用广泛,如风力机、飞机气动设计等。
对总压的测量方法也越来越多,越来越精确。
二、总压的测量方法根据总压的定义,测量总压时必须使运动的气流绝能等熵的滞止到速度为0,这一条件是十分苛刻的,很难完全到达,但可以近似实现。
总压测量时,只要在气流中放一根管子,其孔口轴线对准气流方向〔如图1所示〕,孔口无毛刺,并从管子末端用另外的管路在密封的情况下与压力显示仪表接通,就可以使气流进入孔口后不能再流动而被滞止下来,从而便测出了孔口处局部的总压。
图1 总压测量示意图这里的关键是:〔1〕孔口无毛刺,避面光洁;〔2〕要对准气流方向。
实际上,在一些气流流动情况比较复杂的流动,如发动机通道中的气流流动,气流方向往往不能确切知道,即使知道气流的方向,要保证总压管对准气流方向,对安装的要求就要提高。
因此,实用上希望总压管对气流的方向有一定的不敏感性,即总压管孔口轴线对气流方向虽然偏离了一定角度还能够正确地感受到总压。
几种典型的总压管构造对于气流方向的不敏感性情况示于图2中。
*p 测示总压管测图2 总压管的不敏感性得的总压,*p 是气流的真实总压,**()p p -测代表总压管的误差。
故图2的纵坐标代表误差对气流动压头的相对百分数,β是孔口轴线与气流方向间的夹角。
从图2中可以看出:〔1〕对于孔口不加倒角的情况,孔口相对尺寸大的〔0.6d 〕比相对尺寸小的〔0.3d 〕不敏感角大,前者的β约为10±,而后者只有5±左右。