專利名稱：全高度風(fēng)機流量-壓升測試裝置及測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)機測量技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及在地面狀態(tài)下通過模擬不同飛行壓力高
度(以下簡稱高度)下的參數(shù)獲得全高度風(fēng)機流量-壓升關(guān)系的測試方法。
背景技術(shù)：
流量與壓升(靜或全壓升)是風(fēng)機的主要性能參數(shù)，為了獲得風(fēng)機實際的流 量_壓升性能，需通過試驗驗證。參考文獻(xiàn)1 (郭立君，《泵與風(fēng)機》，中國電力出版社，1997 年)介紹了測量風(fēng)機在O高度下的試驗方法一般有常規(guī)測試法和自動化測試法。但對于用 于航空的機載風(fēng)機，需要了解風(fēng)機在不同高度的流量-壓升關(guān)系，參考文獻(xiàn)l所介紹的試驗 方法就不適用于風(fēng)機的全高度流量-阻力測試，國內(nèi)在此領(lǐng)域也無相關(guān)公開文獻(xiàn)報導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種簡單可靠的測試裝置和測試方法解決地面常壓條件 下完成不同高度下的風(fēng)機流量_壓升測試。 本發(fā)明提供的全高度風(fēng)機流量_壓升測試裝置，包括高壓氣源裝置、流量測量/穩(wěn) 壓調(diào)節(jié)裝置和高度模擬裝置，各裝置直接通過管路連接，所述的高壓氣源裝置和流量測量/ 穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在風(fēng)機入口前，用來實現(xiàn)風(fēng)機的入口壓力和流量條件，高度模擬裝置設(shè) 置在風(fēng)機出口管路上，與流量測量/穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置配合，用于模擬不同高度的壓力環(huán)境。
所述的流量測量/穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置在高壓氣源裝置和風(fēng)機入口之間管路 上的第一調(diào)節(jié)閥門、流量計、第二調(diào)節(jié)閥門和穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置，所述的第一調(diào)節(jié)閥門用于調(diào)節(jié) 高壓氣源裝置輸出的氣體流量；所述的第二調(diào)節(jié)閥門用于調(diào)節(jié)被試件的入口流量，流量計 可采用高壓孔板流量計、質(zhì)量流量計或渦輪流量計等流量測量元件，用于測量管路中進(jìn)入 被試件入口的氣體流量；所述的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置為氣體穩(wěn)壓罐，其作用是保證被試件入口氣 體的流場均勻，氣流流速小。 所述的高度模擬裝置主要由第三調(diào)節(jié)閥門和真空泵組成，測試過程中，通過調(diào)節(jié) 第三調(diào)節(jié)閥門的開度，真空泵對管路內(nèi)抽真空降壓，使得穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置的壓力為風(fēng)機需要 的模擬高度值。 —種應(yīng)用上述測試裝置進(jìn)行全高度風(fēng)機流量_壓升測試的方法，其測試步驟具體 為來自高壓氣源裝置的高壓氣體，進(jìn)入流量測量/穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置，流過被試件后，通過調(diào) 節(jié)高度模擬裝置，使得被試件入口壓力達(dá)到模擬高度要求，如果達(dá)到，記錄被試件的流量、 進(jìn)出口溫度和進(jìn)出口壓力參數(shù)，如果條件未滿足，調(diào)節(jié)高度模擬裝置，，直至被試件入口達(dá) 到模擬高度為止，即完成一個流量和壓升關(guān)系的測量；通過改變流量測量/穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置 的不同流量，通過調(diào)節(jié)高度模擬裝置的壓力，即完成風(fēng)機的不同流量和壓升測試。
本發(fā)明的優(yōu)點在于 (1)本發(fā)明的測試裝置原理簡單，易于實現(xiàn)； (2)該方法可以在地面環(huán)境下模擬不同高度下的風(fēng)機流量-壓升測試，測試方法正確可行，解決了風(fēng)機全高度測量技術(shù)難題。


圖1是本發(fā)明測試方法流程圖；
圖2是本發(fā)明測試裝置示意圖；
圖3是風(fēng)機全高度靜壓升_流量曲線；
圖4是風(fēng)機無因次關(guān)系曲線。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的提供的測試方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
所述的測試方法的流程如圖1所示，具體的測試方法為 來自高壓氣源裝置的高壓氣體，進(jìn)入流量測量/穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置，流過被試件后，通 過調(diào)節(jié)高度模擬裝置，使得被試件入口壓力達(dá)到模擬高度要求，如果達(dá)到，記錄被試件的流 量、進(jìn)出口溫度T1、T2和進(jìn)出口壓力P1、P2參數(shù)。如果條件未滿足，調(diào)節(jié)高度模擬裝置，直 至被試件入口達(dá)到模擬高度為止，即完成一個流量和壓升關(guān)系的測量。通過改變流量測量/ 穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置的不同流量和調(diào)節(jié)高度模擬裝置的壓力，即可完成風(fēng)機的不同流量和壓升測 試。 上述測試方法中，如圖2所示，通過高度模擬裝置4模擬不同高度的壓力環(huán)境，高 度模擬裝置4可以采用第三調(diào)節(jié)閥門401和真空泵402實現(xiàn)，通過高壓氣源裝置1和流量 測量/穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置2來實現(xiàn)被試件3 (風(fēng)機)的入口壓力條件。 如圖2所示，所述的高壓氣源裝置1用于為管路內(nèi)提供高壓氣體。所述的流量測 量/穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置2包括第一調(diào)節(jié)閥門201、流量計202、第二調(diào)節(jié)閥門203和穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝 置204，所述的第一調(diào)節(jié)閥門201用于調(diào)節(jié)高壓氣源裝置1輸出的氣體流量；所述的第二調(diào) 節(jié)閥門203用于調(diào)節(jié)被試件3的入口流量，流量計202采用高壓孔板流量計，用于測量管路 中進(jìn)入被試件3入口的氣體流量；所述的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置204為一個較大的氣體穩(wěn)壓罐，其作 用是保證被試件3入口氣體的流場均勻，氣流流速小。 所述的高度模擬裝置4主要由第三調(diào)節(jié)閥門401和真空泵402組成，測試過程中， 通過調(diào)節(jié)第三調(diào)節(jié)閥門401的開度，使得真空泵402對管路內(nèi)抽真空降壓，使得穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝 置204的壓力Pl為被試件3需要的模擬高度值。 應(yīng)用本發(fā)明提供的測試方法和測試裝置對某型軸流風(fēng)機進(jìn)行0m、3000m、6000m 和9000m四種不同高度的試驗。風(fēng)機入口壓力分別為101. 3kPa、109. lkPa、73. 5kPa和 47. 8kPa。 采用本發(fā)明的提供的方法進(jìn)行測試后的測試結(jié)果見圖3。 定義風(fēng)機的兩個無因次量分別為流量系數(shù)G'和風(fēng)機靜壓頭系數(shù)p'，如下
w G
G =~^" P =~
n-風(fēng)機轉(zhuǎn)速(rpm); D-風(fēng)機管道直徑(m); P -密度(kg/m3); A P-風(fēng)機進(jìn)出口靜壓升(Pa)。 風(fēng)機的靜壓頭系數(shù)與流量系數(shù)關(guān)系見圖3。在不同高度下一致性好，滿足風(fēng)機定 律，說明本發(fā)明技術(shù)路線可行。
權(quán)利要求
全高度風(fēng)機流量-壓升測試裝置，其特征在于所述的裝置包括高壓氣源裝置、流量測量/穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置和高度模擬裝置，各裝置直接通過管路連接，所述的高壓氣源裝置和流量測量/穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在風(fēng)機入口前，用來實現(xiàn)風(fēng)機的入口壓力和流量條件，高度模擬裝置設(shè)置在風(fēng)機出口管路上，與流量測量/穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置配合，用于模擬不同高度的壓力環(huán)境。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試裝置，其特征在于所述的流量測量/穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置包 括設(shè)置在高壓氣源裝置和風(fēng)機入口之間管路上的第一調(diào)節(jié)閥門、流量計、第二調(diào)節(jié)閥門和 穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置，所述的第一調(diào)節(jié)閥門用于調(diào)節(jié)高壓氣源裝置輸出的氣體流量；所述的第二 調(diào)節(jié)閥門用于調(diào)節(jié)風(fēng)機的入口流量，流量計用于測量管路中進(jìn)入風(fēng)機入口的氣體流量；所 述的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置為氣體穩(wěn)壓罐，其作用是保證風(fēng)機入口氣體的流場均勻，氣流流速小。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的測試裝置，其特征在于流量計采用高壓孔板流量計、質(zhì)量流 量計或渦輪流量計。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試裝置，其特征在于所述的高度模擬裝置主要由第三調(diào) 節(jié)閥門和真空泵組成，測試過程中，通過調(diào)節(jié)第三調(diào)節(jié)閥門的開度，使得真空泵對管路內(nèi)抽 真空降壓，使得穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置的壓力為風(fēng)機需要的模擬高度值。
5. —種應(yīng)用上述測試裝置進(jìn)行全高度風(fēng)機流量-壓升測試的方法，其特征在于來自 高壓氣源裝置的高壓氣體，進(jìn)入流量測量/穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置，流過風(fēng)機后，通過調(diào)節(jié)高度模擬 裝置，使得風(fēng)機入口壓力達(dá)到模擬高度要求，如果達(dá)到，記錄風(fēng)機的流量、進(jìn)出口溫度和進(jìn) 出口壓力參數(shù)，如果條件未滿足，調(diào)節(jié)高度模擬裝置，，直至風(fēng)機入口達(dá)到模擬高度為止，即 完成一個流量和壓升關(guān)系的測量；通過改變流量測量/穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置的不同流量和通過調(diào) 節(jié)高度模擬裝置的壓力，即完成風(fēng)機的不同流量和壓升測試。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全高度風(fēng)機流量-壓升測試裝置，所述的裝置包括高壓氣源裝置、流量測量/穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置和高度模擬裝置，各裝置直接通過管路連接，所述的高壓氣源裝置和流量測量/穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在風(fēng)機入口前，用來實現(xiàn)風(fēng)機的入口壓力和流量條件，高度模擬裝置設(shè)置在風(fēng)機出口管路上，與流量測量/穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置配合，用于模擬不同高度的壓力環(huán)境。本發(fā)明測試裝置原理簡單，易于實現(xiàn)；在地面常壓條件下可進(jìn)行不同高度下的風(fēng)機流量-壓升測試，準(zhǔn)確度高，測試方法正確可行，解決了風(fēng)機全高度測量技術(shù)難題。
文檔編號G01M99/00GK101718636SQ200910242438
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者張興娟, 袁修干, 高峰 申請人:北京航空航天大學(xué)