本發(fā)明屬于壓力測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及亞音速三維非定常流場的動態(tài)壓力測量裝置，具體涉及一種測量亞音速三維非定常流的楔頭四孔動態(tài)壓力探針，適用于亞音速壓氣機(jī)、風(fēng)扇增壓級、壓縮機(jī)等進(jìn)口、出口和級間三維非定常流場的測試。

背景技術(shù)：

亞音速壓氣機(jī)、風(fēng)扇增壓級、壓縮機(jī)等進(jìn)口、出口和級間三維流場，由于流體粘性、轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)、葉尖間隙的存在、動靜葉片排的交錯排列等，本質(zhì)上是非定常的。采用常規(guī)的穩(wěn)態(tài)壓力探針無法測量出流場的動態(tài)特性，熱線風(fēng)速儀能夠測量出動態(tài)速度信號，但不能測量出壓力信息。對于壓氣機(jī)、風(fēng)扇、壓縮機(jī)等葉輪機(jī)械，研究人員更希望獲得進(jìn)口、出口、級間的動態(tài)壓力分布，用于驗證設(shè)計和流場診斷，以便改進(jìn)機(jī)器性能。

目前由于缺乏工程實用的動態(tài)測試技術(shù)，工程上一般采用五孔壓力探針等穩(wěn)態(tài)測量技術(shù)，借助安裝在機(jī)匣上的位移機(jī)構(gòu)，帶動壓力探針前往被測位置，測量亞音速三維流場。穩(wěn)態(tài)五孔壓力探針由于其內(nèi)部存在較長的引壓管，形成的容腔效應(yīng)阻尼掉了被測流場的動態(tài)壓力信息，不能獲得真實反映被測流場的總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角、俯仰角和馬赫數(shù)隨時間的變化規(guī)律。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對目前工程上亞音速壓氣機(jī)、壓縮機(jī)、風(fēng)扇增壓級等進(jìn)口、出口、級間三維非定常流場測量手段缺乏問題，發(fā)明一種動態(tài)響應(yīng)快、可以測得亞音速壓氣機(jī)、風(fēng)扇增壓級、壓縮機(jī)等進(jìn)口、出口、級間等亞音速三維非定常流場的楔頭四孔動態(tài)壓力探針，能夠測出被測流場的總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角、俯仰角和馬赫數(shù)隨時間的變化規(guī)律。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

1、一種測量亞音速三維非定常流的楔頭四孔動態(tài)壓力探針，其特征在于：包括探針頭部(1)、支桿(2)，所述探針頭部(1)包括共底面的圓柱體(3)、圓柱斜切體(4)，其內(nèi)封裝4支動態(tài)壓力傳感器，在探針頭部(1)表面的同一側(cè)開有4個互不相通的壓力感受孔，其中圓柱體(3)側(cè)面開有3個壓力感受孔，分別為左孔(5)、中孔(6)、右孔(7)，探針頭部(1)的圓柱斜切體(4)斜面上，開有另一個壓力感受孔，為上孔(8)，4個壓力感受孔分別與探針頭部(1)內(nèi)封裝的4個動態(tài)壓力傳感器連通。

2、進(jìn)一步，探針支桿(2)為圓柱體，其內(nèi)部開有圓型管道，探針頭部(1)內(nèi)封裝的4個動態(tài)壓力傳感器的線纜(9)，通過探針支桿(2)內(nèi)的管道引出探針尾部。

3、進(jìn)一步，中孔(6)中心線、上孔(8)中心線與探針頭部(1)圓柱體(3)的軸線在同一個平面上，左孔(5)和右孔(7)沿該平面對稱分布，左孔(5)圓心和右孔(7)圓心在探針頭部(1)圓柱體(3)表面上的圓周夾角為70°至110°。

4、進(jìn)一步，在探針頭部(1)表面開有的4個壓力感受孔，左孔(5)、中孔(6)、右孔(7)和上孔(8)的直徑為0.6毫米至1.5毫米。

5、進(jìn)一步，中孔(6)圓心與探針頭部(1)圓柱斜切體(4)斜面圓弧最低點的距離為1毫米至5毫米。

6、進(jìn)一步，上孔(8)圓心與探針頭部(1)圓柱斜切體(4)斜面圓弧最低點的距離為2毫米至5毫米。

7、進(jìn)一步，探針頭部(1)的圓柱體(3)的直徑為4毫米至8毫米，長10毫米至45毫米，探針頭部(1)圓柱體(3)軸線與探針支桿(2)軸線重合。

8、進(jìn)一步，探針頭部(1)的圓柱斜切體(4)斜面與圓柱體(3)軸線的夾角為36°至54°。

本發(fā)明的有益效果是：

與現(xiàn)有的壓力探針相比，本發(fā)明經(jīng)過校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定，能同時測得亞音速三維非定常流場的總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角、俯仰角和馬赫數(shù)隨時間的變化，為亞音速壓氣機(jī)、風(fēng)扇增壓級、壓縮機(jī)等實驗提供了一種高效、準(zhǔn)確測量亞音速三維非定常流場的手段。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中的一種測量亞音速三維非定常流的楔頭四孔動態(tài)壓力探針的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的左視圖。

圖3是圖2的A向視圖。

其中：1-探針頭部，2-探針支桿，3-圓柱體，4-圓柱斜切體，5-左孔，6-中孔，7-右孔，8-上孔，9-動態(tài)壓力傳感器的線纜。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。

如圖1所示，本實施例中介紹了一種測量亞音速三維非定常流的楔頭四孔動態(tài)壓力探針，包括探針頭部(1)、支桿(2),探針頭部(1)包括共底面的圓柱體(3)、圓柱斜切體(4)，其內(nèi)封裝4支動態(tài)壓力傳感器，在探針頭部(1)表面的同一側(cè)開有4個互不相通的壓力感受孔，其中圓柱體(3)側(cè)面開有3個壓力感受孔，分別為左孔(5)、中孔(6)、右孔(7)，探針頭部(1)的圓柱斜切體(4)斜面上，開有另一個壓力感受孔，為上孔(8)，4個壓力感受孔分別與探針頭部(1)內(nèi)封裝的4個動態(tài)壓力傳感器連通。

探針支桿(2)為圓柱體，其內(nèi)部開有圓型管道，探針頭部(1)內(nèi)封裝的4個動態(tài)壓力傳感器的線纜(9)，通過探針支桿(2)內(nèi)的管道引出探針尾部。

中孔(6)中心線、上孔(8)中心線與探針頭部(1)圓柱體(3)的軸線在同一個平面上，左孔(5)和右孔(7)沿該平面對稱分布，左孔(5)圓心和右孔(7)圓心在探針頭部(1)圓柱體(3)表面上的圓周夾角為90°。

在探針頭部(1)表面開有的4個壓力感受孔，左孔(5)、中孔(6)、右孔(7)和上孔(8)的直徑為0.6毫米。

中孔(6)圓心與探針頭部(1)圓柱斜切體(4)斜面圓弧最低點的距離為1毫米。

上孔(8)圓心與探針頭部(1)圓柱斜切體(4)斜面圓弧最低點的距離為2毫米。

探針頭部(1)的圓柱體(3)的直徑為6毫米，長35毫米，探針頭部(1)圓柱體(3)軸線與探針支桿(2)軸線重合。

探針頭部(1)的圓柱斜切體(4)斜面與圓柱體(3)軸線的夾角為48°。

本發(fā)明實施例中介紹的一種測量亞音速三維非定常流的楔頭四孔動態(tài)壓力探針，經(jīng)過亞音速校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定，可以獲得標(biāo)定數(shù)據(jù)。實際測量亞音速三維非定常流場時，該四孔動態(tài)壓力探針的4支動態(tài)壓力傳感器同時測得各自感受到的非定常壓力數(shù)據(jù)，利用獲得的亞音速校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以獲得亞音速三維非定常來流的總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角、俯仰角和馬赫數(shù)隨時間的變化。