【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及流體力學(xué)，更具體地，涉及一種葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置及測(cè)速方法。
技術(shù)介紹
1、葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道里存在各種渦系等復(fù)雜的內(nèi)部流動(dòng)，利用動(dòng)態(tài)傳感器等測(cè)量技術(shù)對(duì)機(jī)械轉(zhuǎn)子的內(nèi)部流動(dòng)的測(cè)量，只能獲得機(jī)匣的壁面位置的動(dòng)態(tài)靜壓，無(wú)法獲得位于轉(zhuǎn)子不同徑向位置的流動(dòng)數(shù)據(jù)。因此，無(wú)接觸式的粒子圖像測(cè)速技術(shù)受到了關(guān)注。然而，基于平面二維圖像的粒子圖像測(cè)速技術(shù)，只能獲得轉(zhuǎn)子徑向方向上某一截面上的二維速度分布。在機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道內(nèi)部具有三維流動(dòng)的復(fù)雜性下，利用體視粒子圖像測(cè)速技術(shù)，可獲得某截面上的三個(gè)速度分量。利用體視粒子圖像測(cè)速技術(shù)對(duì)通道內(nèi)部的流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)速，需要生成片光源，以將轉(zhuǎn)子通道內(nèi)部的示蹤粒子流場(chǎng)中的示蹤粒子群照亮，從而獲得不同時(shí)刻的粒子圖像。
2、相關(guān)技術(shù)中，通過(guò)導(dǎo)光臂將機(jī)匣外側(cè)的線激光引入機(jī)匣內(nèi)側(cè)并生成片光源，但是由于導(dǎo)光臂直徑較大，會(huì)對(duì)流場(chǎng)產(chǎn)生較大影響，為了減小該影響，不會(huì)將導(dǎo)光臂伸入機(jī)匣太多，反而限制了對(duì)流場(chǎng)的在轉(zhuǎn)子徑向方向的測(cè)量范圍。
3、相關(guān)技術(shù)中，通過(guò)使用有機(jī)塑料制成的機(jī)匣和轉(zhuǎn)子，直接在機(jī)匣的外側(cè)生成片光源。但是，使用有機(jī)塑料制成的機(jī)匣和轉(zhuǎn)子的發(fā)動(dòng)機(jī)，需要特制的工作溶液，無(wú)法滿足實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的需求，限制了真實(shí)進(jìn)氣條件下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)提供了一種葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置及測(cè)速方法，能夠更便利地對(duì)不同徑向位置處的流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。
2、本專利技術(shù)的一個(gè)方面提供了一種葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)
3、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例，上述第一機(jī)構(gòu)2包括：調(diào)節(jié)單元，適用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)；以及棱鏡23，安裝在上述調(diào)節(jié)單元上；其中，通過(guò)上述調(diào)節(jié)單元帶動(dòng)上述棱鏡23實(shí)現(xiàn)上述多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，利用上述棱鏡23對(duì)上述第一線激光的反射，實(shí)現(xiàn)對(duì)上述第一線激光的輸出角度的調(diào)整。
4、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例，上述第二機(jī)構(gòu)3包括：第一基座33，安裝在上述第一位置處，上述第一基座33的第一部分位于上述機(jī)匣5的外側(cè)，上述第一基座33的第二部分嵌入上述機(jī)匣5；第二基座32，安裝在上述第一基座33的第一部分上；透鏡31，安裝在上述第二基座32上；以及反射鏡34，安裝在上述第一基座33的第二部分上；其中，上述第二線激光穿過(guò)上述透鏡31，入射至上述反射鏡34并發(fā)生反射，輸出上述第三線激光。
5、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例，上述第三機(jī)構(gòu)4包括：夾持架41，安裝在上述第二位置處，并位于上述機(jī)匣5的外側(cè)；上述夾持架41設(shè)有第一通孔；調(diào)節(jié)臂42，上述調(diào)節(jié)臂42的其中一端設(shè)有支撐面422，上述調(diào)節(jié)臂42從上述第一通孔中穿過(guò)并且上述支撐面422伸入上述機(jī)匣5的內(nèi)側(cè)；以及柱面鏡43，固定在上述支撐面422上，適用于接收上述第三線激光，形成上述片光源；其中，通過(guò)上述支撐面422帶動(dòng)上述柱面鏡43實(shí)現(xiàn)沿著上述徑向方向移動(dòng)的過(guò)程中，利用上述柱面鏡43對(duì)上述第三線激光反射并形成上述片光源，實(shí)現(xiàn)上述片光源沿著上述徑向方向的移動(dòng)。
6、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例，上述調(diào)節(jié)單元包括：第一調(diào)節(jié)子單元21，適用于沿著第一方向移動(dòng)上述棱鏡23的位置，還適用于繞著第二方向旋轉(zhuǎn)上述棱鏡23；以及第二調(diào)節(jié)子單元22，安裝在上述第一調(diào)節(jié)子單元21上，適用于繞著第三方向旋轉(zhuǎn)上述棱鏡23。
7、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例，上述機(jī)匣5在上述第一位置設(shè)有第二通孔，以使上述第二機(jī)構(gòu)3能夠通過(guò)上述第二通孔接收上述第二線激光；上述機(jī)匣5在上述第二位置設(shè)有第三通孔，以使得上述第三機(jī)構(gòu)4能夠通過(guò)上述第三通孔調(diào)節(jié)上述片光源的徑向位置。
8、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例，上述第二基座32設(shè)有空腔，以使得上述第二線激光通過(guò)上述空腔進(jìn)入上述機(jī)匣5的內(nèi)部；上述第一基座33設(shè)有梯形斜面，以便通過(guò)上述梯形斜面固定上述反射鏡34。
9、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例，上述透明窗口6包括：透明板61，安裝在上述機(jī)匣5上的窗口位置上；以及兩個(gè)壓塊，安裝上述機(jī)匣5上的窗口的兩端，使得上述透明板61與上述機(jī)匣5上的窗口配合，以密封流場(chǎng)氣流。
10、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例，上述相機(jī)組件7包括：組件73，適用于調(diào)節(jié)上述相機(jī)組件7的徑向位置；支撐板72，安裝在上述組件73上，上述支撐板72上設(shè)有多組定位孔；以及相機(jī)71，安裝在上述支撐板72上，配置為連接上述支撐板72的不同組的定位孔，以調(diào)整上述相機(jī)71的視場(chǎng)。
11、本專利技術(shù)的另一個(gè)方面提供了一種基于上述的葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置的測(cè)速方法。
12、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例，通過(guò)激光器和片光源形成組件，在機(jī)匣的內(nèi)側(cè)形成能夠沿著轉(zhuǎn)子的徑向方向移動(dòng)的多個(gè)片光源。通過(guò)透明窗口和相機(jī)組件，能夠?qū)Σ煌瑥较蛭恢锰幍牧鲌?chǎng)進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)第一機(jī)構(gòu)對(duì)第一線激光的輸出角度的靈活調(diào)整，第二機(jī)構(gòu)與機(jī)匣的一體化設(shè)計(jì)和第三機(jī)構(gòu)的可徑向調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)，使得第二線激光能夠進(jìn)入機(jī)匣內(nèi)部，并在機(jī)匣內(nèi)部形成能夠沿著徑向方向移動(dòng)的片光源。減少了對(duì)流場(chǎng)氣流的干擾，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)流場(chǎng)在轉(zhuǎn)子徑向方向的全范圍測(cè)量。還避免了為便于測(cè)量而更換機(jī)匣和轉(zhuǎn)子的材料，可以獲得真實(shí)進(jìn)氣條件下的不同徑向位置的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
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1.一種葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置，其特征在于，所述流場(chǎng)測(cè)速裝置包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置，其特征在于，所述第一機(jī)構(gòu)（2）包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置，其特征在于，所述第二機(jī)構(gòu)（3）包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置，其特征在于，所述第三機(jī)構(gòu)（4）包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)單元包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置，其特征在于：
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置，其特征在于，所述第二基座（32）設(shè)有空腔，以使得所述第二線激光通過(guò)所述空腔進(jìn)入所述機(jī)匣（5）的內(nèi)部；所述第一基座（33）設(shè)有梯形斜面，以便通過(guò)所述梯形斜面固定所述反射鏡（34）。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置，其特征在于，所述透明窗口（6）包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)
10.一種基于根據(jù)權(quán)利要求1~9中任一項(xiàng)所述的葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置的測(cè)速方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置，其特征在于，所述流場(chǎng)測(cè)速裝置包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置，其特征在于，所述第一機(jī)構(gòu)（2）包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置，其特征在于，所述第二機(jī)構(gòu)（3）包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置，其特征在于，所述第三機(jī)構(gòu)（4）包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)單元包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子通道的流場(chǎng)測(cè)速裝置，其特...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐曉斌，趙攀，杜娟，李益涵，張敏，巴頓，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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