CN106940207B - 一种测量叶轮机进口畸变流场的组合动态探针 - Google Patents

一种测量叶轮机进口畸变流场的组合动态探针 Download PDF

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Abstract

本发明属于压力、温度以及速度测试技术领域，公开了一种测量叶轮机进口畸变流场的组合动态探针。该探针包含探针头部、支杆(1)，探针头部包含温度传感器安装孔(2)、压力孔(3)、热线支架(4)以及热线(5)，热线(5)焊接在热线支架上，压力传感器安装在探针头部内靠近压力孔(3)的位置，压力孔(3)轴线垂直于热线(5)，其引线(7)通过支杆内部通道引出。温度传感器安装孔(2)与压力孔(3)位于同一周向位置，两孔大小一致。与现有的压力探针和温度探针相比，本发明经过标定，能够同时测量来流的总压，总温，速度大小、方向以及速度脉动等动态参数，适用于测量叶轮机进口畸变流场的总温、总压及湍流度。

Description

一种测量叶轮机进口畸变流场的组合动态探针
技术领域
本发明属于压力、速度以及温度测试技术领域，涉及一种测量叶轮机进口畸变流场的组合动态探针，本发明可以同时测量流体的总温、总压和速度参数，相比于传统的测量单一参数的探针不仅降低了探针对流场的影响，同时具有较高的频响，能满足叶轮机进口畸变流场的测试要求。
背景技术
随着叶轮机性能的不断提高，其工作条件更加复杂，叶轮机入口处会发生较为严重的进气压力畸变甚至温度畸变，将直接影响到叶轮机内部压力场和温度场的不均匀度，从而影响其工作稳定性,乃至整个系统的工作稳定性。
总温、总压以及湍流度的测量是研究进气畸变的重要手段，而以往的研究大多数采用单一的探针测量某个参数，在实际工程应用中，流场一般具有较强的非定常性，获取流场中同一时刻的压力、速度及湍流度参数就显得极为重要，而采用多种探针同时测量的方法会对流场造成较大影响。
因此，目前叶轮机进气畸变的研究中缺少能够同时获得流场湍流度、压力以及温度信息，对被测流场影响较小的测试技术。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对目前叶轮机进气畸变的研究中缺少能够同时获得流场湍流度、压力以及温度信息，对被测流场影响较小的测试技术。发明一种测量叶轮机进口畸变流场的组合动态探针。
本发明的技术解决方案是：
本发明包含探针头部、支杆(1)，探针头部包含温度传感器安装孔(2)、压力孔(3)、热线支架(4)、热线(5)，热线(5)焊接在热线支架(4)上，热线引线(6)由探针支杆(1)内部通道引出，压力传感器安装在探针头部内靠近压力孔(3)的位置，其引线(7)通过支杆(1)内部通道引出，温度传感器受感部安装在温度传感器安装孔(2)位置处，其引线(8)通过支杆(1)内部通道引出。
进一步，探针支杆(1)为圆柱状中空结构，支杆直径可选择4到10毫米。
进一步，热线材料为钨、铂或者铂铱合金，其直径为1到30微米，热线(5)长度与直径比值为100到600。
进一步，热线支架(4)为金属，热线(5)焊接在支架上，支架(4)与探针支杆(1)绝缘连接，热线头部结构选择单斜丝。
进一步，压力孔(3)轴线垂直于热线(5)，孔径大小为0.1到5毫米，压力传感器选择高频响的动态传感器。
进一步，温度传感器安装孔(2)与压力孔(3)位于同一周向位置，两孔大小一致，距离为1倍孔径以上，温度传感器安装孔(2)与压力孔(3)上下位置可以互换，温度传感器可选择高频响的热电偶或者热电阻。
附图说明
图1是测量流体温度、压力和速度的组合动态探针的平面结构示意图。
其中1-探针支杆，2-温度传感器安装孔，3-压力孔，4-热线支架，5-热线，6-热线引线，7-压力传感器引线，8-温度传感器引线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细阐述。
如图1所示，本发明包含探针头部、支杆(1)，探针头部包含温度传感器安装孔(2)、压力孔(3)、热线支架(4)、热线(5)，热线(5)焊接在热线支架(4)上，热线引线(6)由探针支杆(1)内部通道引出，压力传感器安装在探针头部内靠近压力孔(3)的位置，其引线(7)通过支杆(1)内部通道引出，温度传感器受感部安装在温度传感器安装孔(2)位置处，其引线(8)通过支杆(1)内部通道引出。
探针支杆(1)为圆柱状中空结构，支杆直径可选择4毫米。
热线材料为钨、铂或者铂铱合金，其直径为5微米，热线(5)长度与直径比值为600。
热线支架(4)为金属，热线(5)焊接在支架上，支架(4)与探针支杆(1)绝缘连接，热线头部结构选择单斜丝。
压力孔(3)轴线垂直于热线(5)，孔径大小为0.4毫米，压力传感器选择高频响的动态传感器。
温度传感器安装孔(2)与压力孔(3)位于同一周向位置，两孔大小一致，温度传感器可选择高频响的热电偶。
本发明实施例中介绍的发明一种测量叶轮机进口畸变流场的组合动态探针，经过校准标定，可以获得标定数据。实际流场测量时，采用旋转探针法，通过热线探针的引线可以获得热线的电压信号，通过压力传感器引线可以获得压力传感器的电压信号，通过温度传感器引线可以获得温度传感器的电压信号，利用获得的标定数据，进行数据处理，可以获得叶轮机进口畸变流场的湍流度、总压以及总温等动态信息。

Claims (1)

1.一种测量叶轮机进口畸变流场的组合动态探针，其特征在于：包含探针头部和支杆(1)，探针头部包含温度传感器安装孔(2)、压力孔(3)、热线支架(4)、热线(5)，热线(5)焊接在热线支架(4)上，热线引线(6)由探针支杆(1)内部通道引出，压力传感器安装在探针头部内靠近压力孔(3)的位置，其引线(7)通过支杆(1)内部通道引出，温度传感器受感部安装在温度传感器安装孔(2)位置处，其引线(8)通过支杆(1)内部通道引出；探针支杆(1)为圆柱状中空结构，支杆直径为4毫米；热线材料为钨、铂或者铂铱合金，其直径为1到30微米，热线(5)长度与直径比值为600；热线支架(4)为金属，热线(5)焊接在支架上，支架(4)与探针支杆(1)绝缘连接，热线头部结构选择单斜丝；压力孔(3)轴线垂直于热线(5)，孔径大小为0.4毫米，压力传感器选择高频响的动态传感器；温度传感器安装孔(2)与压力孔(3)位于同一周向位置，两孔大小一致，距离为1倍孔径以上，温度传感器安装孔(2)与压力孔(3)上下位置可以互换，温度传感器可选择高频响的热电偶或者热电阻。
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