【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及航空發動機實驗裝置，尤其涉及一種斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置。
技術介紹
1、當前世界上對先進航空發動機/燃氣輪機的設計目標主要集中于高增壓比、高渦輪前溫度、高推質比、低耗油率、高可靠性及長壽命；而由布雷頓循環原理可知，提升渦輪前溫度與發動機的總增壓比才能有效地提高發動機的性能；目前的壓氣機總壓比和渦輪前溫度的提高相較于20世紀60年代已有較大的提高；但發動機渦輪前總溫受渦輪材料耐高溫性能的限制，無法顯著提高；而想要實現超聲速飛行，主流的改進方案是在航空發動機中增加加力燃燒室，以增加發動機的推力。
2、加力燃燒室的使用可以極大增加發動機的單位質量流率推力和推重比，全面改善飛機的機動性并擴大飛行包線，提高制空能力；但加力燃燒室本質上是以比沖，即燃油經濟性為代價，短暫獲得增大發動機的推重比的優勢，且加力燃燒室紅外輻射較為嚴重，不利于飛機的隱身。
3、通過對設有級間燃燒室的航空發動機進行理想循環分析可知，設置級間燃燒室可在現有的壓氣機總壓比、渦輪進口總溫、耗油率近似不變的條件下提升發動機單位推力并降低發動機的尺寸。
4、級間燃燒室可在不改變現有的壓氣機總壓比、渦輪進口總溫，且在同等耗油率的條件下，提高發動機的單位推力與熱效率，滿足飛機對航空發動機的需求。且在保持原有的推力條件下，主燃燒室的溫度能夠得以降低，從而做到降低nox的排放，減少污染。這也就意味著級間燃燒室不依賴于渦輪前總溫的限制、紅外輻射低，能夠實現在提高發動機性能的基礎上，滿足隱身、制造等需求，具有廣闊的前
5、級間燃燒室所處的渦輪過渡段內氣流流速高，空間有限，在過渡段內組織燃燒存在困難。同時，在高低壓渦輪之間增加級間燃燒室后，級間燃燒對低壓渦輪導葉的影響規律的相關研究尚還淺薄。因此，急需設計斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置，利用周向環流技術在有限的空間內增加火焰的駐留時間，使燃燒更充分；在此基礎上，關注級間燃燒與渦輪導葉耦合匹配規律，實現級間燃燒與低壓渦輪耦合的相關性能試驗，成為本領域技術人員亟待解決的問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置，解決
技術介紹
中所列的問題。
2、為解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案：
3、本專利技術一種斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置，包括燃燒室測試段和導葉測試段，所述導葉測試段與所述燃燒室測試段的內外機匣通過法蘭與螺釘固定連接，所述導葉測試段的另一端與尾氣段通過法蘭與螺釘固定連接。
4、優選的，所述燃燒室測試段包括鈍體內機匣、擴壓外機匣、石英玻璃觀察窗和鈍體冷卻氣管，所述鈍體內機匣與所述擴壓外機匣的內壁固定連接，所述鈍體內機匣的前緣鈍體靠近所述擴壓外機匣的一端開口，所述擴壓外機匣為型線結構，所述鈍體內機匣與所述擴壓外機匣的相對面間安裝有斜噴環流級間燃燒室火焰筒；
5、所述石英玻璃觀察窗呈圓周均布緊固安裝在所述擴壓外機匣上，所述鈍體冷卻氣管的一端伸入所述鈍體內機匣，所述鈍體冷卻氣管的中部通過石墨墊片與所述鈍體內機匣的側壁壓緊密封，所述鈍體冷卻氣管的另一端通過螺釘與所述擴壓外機匣的外側壁緊固連接；
6、所述擴壓外機匣的法蘭與所述斜噴環流級間燃燒室火焰筒外法蘭上安裝有燃燒室出口測量熱電偶，且所述燃燒室出口測量熱電偶位于所述斜噴環流級間燃燒室火焰筒的燃燒室出口下游；
7、所述擴壓外機匣的外側壁上通過壓板與銅墊片固定安裝有噴油件，且所述噴油件的噴油口位于所述斜噴環流級間燃燒室火焰筒的燃燒室進口。
8、優選的，還包括來流靜壓測量管、來流總壓測量管、來流溫度測量熱電偶和點火器，所述來流靜壓測量管與所述擴壓外機匣的側壁焊接；所述來流總壓測量管通過銅墊片與螺釘與所述擴壓外機匣固定連接；所述來流溫度測量熱電偶與擴壓外機匣的側壁密封連接；所述點火器貫穿所述擴壓外機匣與所述斜噴環流級間燃燒室火焰筒，且所述點火器的點火端伸入所述斜噴環流級間燃燒室火焰筒內。
9、優選的，所述導葉測試段包括導葉盤組件、導葉出口總壓測量耙、導葉出口溫度測量熱電偶、導葉冷卻氣進氣環管、導葉測試段支板和支板冷卻水噴淋桿，所述導葉盤組件通過凸臺卡齒與所述導葉測試段的內管嵌合連接；
10、所述導葉出口總壓測量耙通過銅墊片和螺釘與所述導葉測試段的外管密封連接，且所述導葉出口總壓測量耙的一端與所述導葉測試段的內管外側壁抵接；
11、所述導葉出口溫度測量熱電偶貫穿所述導葉測試段的外管與所述導葉測試段內管的外側壁抵接；
12、所述導葉冷卻氣進氣環管安裝在所述導葉測試段的外管的外側，且所述導葉冷卻氣進氣環管貫穿所述導葉測試段的外管與所述導葉盤組件連通；
13、所述導葉測試段支板固定安裝在所述導葉測試段的外管與所述導葉測試段的內管的相對面間，且所述導葉測試段支板的橫截面呈水滴形；
14、所述支板冷卻水噴淋桿貫穿所述導葉測試段的外管，且所述支板冷卻水噴淋桿位于所述導葉測試段支板的上游，所述支板冷卻水噴淋桿在周向截面上噴淋水對所述導葉測試段支板降溫。
15、優選的，所述尾氣段包括冷氣錐體、尾氣段外機匣，所述冷氣錐體上周向均勻開設有冷氣孔，所述冷氣孔與所述鈍體冷卻氣管連通，且所述冷氣錐體通過螺釘與所述導葉測試段的內管固定連接；
16、所述尾氣段外機匣型線與所述冷氣錐體型線構成的截面逐漸增大，所述尾氣段外機匣通過螺釘與所述導葉測試段的外管固定連接。
17、優選的，所述斜噴環流級間燃燒室火焰筒包括噴嘴保護套、壁面斜孔、前段摻混孔、中段摻混孔、后段摻混孔，所述噴嘴保護套軸線與所在平面的徑向呈一定的夾角，在所述噴嘴保護套的側壁面上周向均勻地開有氣膜冷卻孔；
18、所述壁面斜孔均與徑向和軸向呈一定的夾角，以組織所述斜噴環流級間燃燒室火焰筒內的氣流周向流動；
19、所述前段摻混孔位于所述斜噴環流級間燃燒室火焰筒主燃區下游；
20、所述中段摻混孔位于所述噴嘴保護套的中部；所述后段摻混孔位于所述噴嘴保護套的底部，且所述后段摻混孔設計有引氣管結構。
21、優選的，所述導葉盤組件包括單導葉部件與導葉底座，所述單導葉部件通過卡齒結構沿著所述導葉底座周向均布嵌合。
22、優選的，所述單導葉部件的主體中開設有冷氣進氣腔，所述單導葉部件的主體上開設有導葉冷氣孔，所述導葉冷氣孔與所述冷氣進氣腔連通；
23、所述單導葉部件的主體側面上還開設有壁面熱電偶絲測量孔；
24、所述單導葉部件的主體的一端安裝有冷氣環腔擋板。
25、優選的，所述導葉出口總壓測量耙包括冷卻循環水進管、冷卻循環水出管、總壓測點和總壓測試連接管，所述冷卻循環水進管與所述冷卻循環水出管連通，所述總壓測點與總壓測試連接管配合對來流的多點平均的總壓進行測量。
26、與現有技術相比，本專利技術的有益技術效果：本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置，其特征在于：包括燃燒室測試段（1）和導葉測試段（2），所述導葉測試段（2）與所述燃燒室測試段（1）的內外機匣通過法蘭與螺釘固定連接，所述導葉測試段（2）的另一端與尾氣段（3）通過法蘭與螺釘固定連接。
2.根據權利要求1所述的一種斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置，其特征在于：所述燃燒室測試段（1）包括鈍體內機匣（101）、擴壓外機匣（102）、石英玻璃觀察窗（103）和鈍體冷卻氣管（104），所述鈍體內機匣（101）與所述擴壓外機匣（102）的內壁固定連接，所述鈍體內機匣（101）的前緣鈍體靠近所述擴壓外機匣（102）的一端開口，所述擴壓外機匣（102）為型線結構，所述鈍體內機匣（101）與所述擴壓外機匣（102）的相對面間安裝有斜噴環流級間燃燒室火焰筒（105）；
3.根據權利要求2所述的一種斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置，其特征在于：還包括來流靜壓測量管（108）、來流總壓測量管（109）、來流溫度測量熱電偶（110）和點火器（111），所述來流靜壓測量管（108）與所
4.根據權利要求1所述的一種斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置，其特征在于：所述導葉測試段（2）包括導葉盤組件（201）、導葉出口總壓測量耙（202）、導葉出口溫度測量熱電偶（203）、導葉冷卻氣進氣環管（204）、導葉測試段支板（205）和支板冷卻水噴淋桿，所述導葉盤組件（201）通過凸臺卡齒與所述導葉測試段（2）的內管嵌合連接；
5.根據權利要求3所述的一種斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置，其特征在于：所述尾氣段（3）包括冷氣錐體（301）、尾氣段外機匣（302），所述冷氣錐體（301）上周向均勻開設有冷氣孔，所述冷氣孔與所述鈍體冷卻氣管（104）連通，且所述冷氣錐體（301）通過螺釘與所述導葉測試段（2）的內管固定連接；
6.根據權利要求2所述的一種斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置，其特征在于：所述斜噴環流級間燃燒室火焰筒（105）包括噴嘴保護套（1051）、壁面斜孔（1052）、前段摻混孔（1053）、中段摻混孔（1054）、后段摻混孔（1055），所述噴嘴保護套（1051）軸線與所在平面的徑向呈一定的夾角，在所述噴嘴保護套（1051）的側壁面上周向均勻地開有氣膜冷卻孔；
7.根據權利要求4所述的一種斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置，其特征在于：所述導葉盤組件（201）包括單導葉部件（2011）與導葉底座（2012），所述單導葉部件（2011）通過卡齒結構沿著所述導葉底座（2012）周向均布嵌合。
8.根據權利要求7所述的一種斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置，其特征在于：所述單導葉部件（2011）的主體中開設有冷氣進氣腔（20112），所述單導葉部件（2011）的主體上開設有導葉冷氣孔（20111），所述導葉冷氣孔（20111）與所述冷氣進氣腔（20112）連通；
9.根據權利要求4所述的一種斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置，其特征在于：所述導葉出口總壓測量耙（202）包括冷卻循環水進管（2021）、冷卻循環水出管（2022）、總壓測點（2023）和總壓測試連接管（2024），所述冷卻循環水進管（2021）與所述冷卻循環水出管（2022）連通，所述總壓測點（2023）與總壓測試連接管（2024）配合對來流的多點平均的總壓進行測量。
...【技術特征摘要】
1.一種斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置，其特征在于：包括燃燒室測試段（1）和導葉測試段（2），所述導葉測試段（2）與所述燃燒室測試段（1）的內外機匣通過法蘭與螺釘固定連接，所述導葉測試段（2）的另一端與尾氣段（3）通過法蘭與螺釘固定連接。
2.根據權利要求1所述的一種斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置，其特征在于：所述燃燒室測試段（1）包括鈍體內機匣（101）、擴壓外機匣（102）、石英玻璃觀察窗（103）和鈍體冷卻氣管（104），所述鈍體內機匣（101）與所述擴壓外機匣（102）的內壁固定連接，所述鈍體內機匣（101）的前緣鈍體靠近所述擴壓外機匣（102）的一端開口，所述擴壓外機匣（102）為型線結構，所述鈍體內機匣（101）與所述擴壓外機匣（102）的相對面間安裝有斜噴環流級間燃燒室火焰筒（105）；
3.根據權利要求2所述的一種斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置，其特征在于：還包括來流靜壓測量管（108）、來流總壓測量管（109）、來流溫度測量熱電偶（110）和點火器（111），所述來流靜壓測量管（108）與所述擴壓外機匣（102）的側壁焊接；所述來流總壓測量管（109）通過銅墊片與螺釘與所述擴壓外機匣（102）固定連接；所述來流溫度測量熱電偶（110）與擴壓外機匣（102）的側壁密封連接；所述點火器（111）貫穿所述擴壓外機匣（102）與所述斜噴環流級間燃燒室火焰筒（105），且所述點火器（111）的點火端伸入所述斜噴環流級間燃燒室火焰筒（105）內。
4.根據權利要求1所述的一種斜噴環流的級間燃燒室與低壓渦輪導葉耦合試驗裝置，其特征在于：所述導葉測試段（2）包括導葉盤組件（201）、導葉出口總壓測量耙（202）、導葉出口溫度測量熱電偶（203）、導葉冷卻氣進氣環管（204）、導葉測試段支板（205）和支板冷卻水噴淋桿，所述導葉盤組件（201）通過凸臺卡齒與所述導葉測試段（2...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王高峰，趙蘭芳，盧啟昊，吳涵，朱志新，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：
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