本發(fā)明屬于壓力測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及亞音速流場的動(dòng)態(tài)壓力測量裝置，具體涉及一種測量轉(zhuǎn)子出口亞音三維流場的單斜孔動(dòng)態(tài)壓力探針，適用于測量葉輪機(jī)械亞音速轉(zhuǎn)子出口具有較大正俯仰角的三維流場，能夠測得來流俯仰角、偏轉(zhuǎn)角、總壓、靜壓和馬赫數(shù)等三維流動(dòng)參數(shù)從壓力面到吸力面的周向分布。

背景技術(shù)：

由于壓氣機(jī)、風(fēng)扇、渦輪、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵等轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，采用常規(guī)的穩(wěn)態(tài)壓力探針，無法測量出轉(zhuǎn)子出口的動(dòng)態(tài)流場，不能分辨出轉(zhuǎn)子出口從壓力面到吸力面來流參數(shù)的周向分布，熱線風(fēng)速儀能夠測量出轉(zhuǎn)子出口的動(dòng)態(tài)速度信號，但不能提供動(dòng)態(tài)壓力信息。葉輪機(jī)試驗(yàn)更希望獲得轉(zhuǎn)子出口含有動(dòng)態(tài)壓力信息的測量數(shù)據(jù)，對于轉(zhuǎn)子出口亞音三維流場，由于離心力的作用，一般具有較大的正俯仰角，希望獲得轉(zhuǎn)子出口俯仰角、偏轉(zhuǎn)角、總壓、靜壓和馬赫數(shù)等三維流動(dòng)參數(shù)從壓力面到吸力面的周向分布，用于驗(yàn)證轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)和流場診斷，以便改進(jìn)機(jī)器性能。

現(xiàn)有的測量轉(zhuǎn)子出口亞音速三維流動(dòng)參數(shù)的動(dòng)態(tài)壓力探針至少開有2個(gè)壓力感受孔，內(nèi)裝有2個(gè)動(dòng)態(tài)壓力傳感器，一方面動(dòng)態(tài)壓力探針尺寸不容易做得小，另一方面，動(dòng)態(tài)壓力探針成本嫌高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：測量葉輪機(jī)轉(zhuǎn)子出口具有較大正俯仰角的亞音速三維流場中，俯仰角、偏轉(zhuǎn)角、總壓、靜壓和馬赫數(shù)等三維流動(dòng)參數(shù)從壓力面到吸力面的周向分布。

為此，本發(fā)明提供了一種測量轉(zhuǎn)子出口亞音三維流場的單斜孔動(dòng)態(tài)壓力探針，與多孔動(dòng)態(tài)壓力探針相比，探針頭部只安裝了1個(gè)動(dòng)態(tài)壓力傳感器，相對具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、成本低的特點(diǎn)，適合于測量亞音速轉(zhuǎn)子出口具有較大正俯仰角的三維流場中，俯仰角、偏轉(zhuǎn)角、總壓、靜壓和馬赫數(shù)等三維流動(dòng)參數(shù)從壓力面到吸力面的周向分布。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

1、一種測量轉(zhuǎn)子出口亞音三維流場的單斜孔動(dòng)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)為楔頂圓柱體，其內(nèi)部封裝一個(gè)動(dòng)態(tài)壓力傳感器，在探針頭部(1)楔頂?shù)男泵?3)上，開有一個(gè)壓力感受孔(4)，壓力感受孔(4)與探針頭部(1)裝有的那個(gè)動(dòng)態(tài)壓力傳感器連通。壓力感受孔(4)的中心線與探針頭部(1)圓柱體的軸線在同一個(gè)平面上。探針頭部(1)圓柱體的軸線與探針支桿(2)的軸線重合。

2、進(jìn)一步，所述探針頭部(1)壓力感受孔(4)的直徑為0.6毫米至1.5毫米，壓力感受孔(4)的圓心與探針頭部(1)楔頂斜面(3)最低點(diǎn)的距離為1毫米至5毫米。

3、進(jìn)一步，所述探針頭部(1)圓柱體的直徑為1.5毫米至6毫米。

4、進(jìn)一步，所述探針頭部(1)楔頂斜面(3)與探針頭部(1)圓柱體軸線的夾角為25°至54°。

5、進(jìn)一步，所述探針頭部(1)的圓柱體長10毫米至40毫米。

6、進(jìn)一步，所述的探針支桿(2)為圓柱體，其內(nèi)部開有圓型管道，探針頭部(1)內(nèi)封裝的動(dòng)態(tài)壓力傳感器的線纜(5)通過探針支桿(2)內(nèi)的管道引出探針尾部。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明經(jīng)過校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定，可以測出轉(zhuǎn)子出口具有較大正俯仰角的亞音速三維流場中，俯仰角、偏轉(zhuǎn)角、總壓、靜壓和馬赫數(shù)等三維流動(dòng)參數(shù)從壓力面到吸力面的周向分布，為改進(jìn)轉(zhuǎn)子性能提供實(shí)測數(shù)據(jù)依據(jù)。與測量亞音速三維流場的多孔動(dòng)態(tài)壓力探針相比，頭部只安裝了1個(gè)動(dòng)態(tài)壓力傳感器，具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、成本低的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的測量轉(zhuǎn)子出口亞音三維流場的單斜孔動(dòng)態(tài)壓力探針的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的左側(cè)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-斜面，4-壓力感受孔，5-線纜。

具體實(shí)施方式

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

如圖1所示，本實(shí)施例中介紹了一種測量轉(zhuǎn)子出口亞音三維流場的單斜孔動(dòng)態(tài)壓力探針，包括探針頭部(1)、支桿(2)，探針頭部(1)為楔頂圓柱體，其內(nèi)部封裝一個(gè)動(dòng)態(tài)壓力傳感器，在探針頭部(1)楔頂?shù)男泵?3)上，開有一個(gè)壓力感受孔(4)，壓力感受孔(4)與探針頭部(1)裝有的那個(gè)動(dòng)態(tài)壓力傳感器連通。壓力感受孔(4)的中心線與探針頭部(1)圓柱體的軸線在同一個(gè)平面上。探針頭部(1)圓柱體的軸線與探針支桿(2)的軸線重合。

探針頭部(1)壓力感受孔(4)的直徑為0.6毫米，壓力感受孔(4)的圓心與探針頭部(1)楔頂斜面(3)最低點(diǎn)的距離為2.1毫米。

探針頭部(1)圓柱體的直徑為3毫米，長30毫米。

探針頭部(1)楔頂斜面(3)與探針頭部(1)圓柱體軸線的夾角為45°。

探針支桿(2)為圓柱體，直徑6毫米，其內(nèi)部開有圓型通道，直徑4毫米，探針頭部(1)內(nèi)封裝的動(dòng)態(tài)壓力傳感器的線纜(5)通過探針支桿(2)內(nèi)的管道引出探針尾部。

本發(fā)明實(shí)施例中介紹的測量轉(zhuǎn)子出口亞音三維流場的單斜孔動(dòng)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(shí)際測量轉(zhuǎn)子出口亞音速三維流場時(shí)，該單斜孔動(dòng)態(tài)壓力探針繞探針支桿軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，放置幾個(gè)不同角向位置，分別進(jìn)行測量，由探針內(nèi)裝的那支動(dòng)態(tài)壓力傳感器測得幾組非定常壓力數(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，可以獲得轉(zhuǎn)子出口具有較大正俯仰角的亞音速三維流場中，俯仰角、偏轉(zhuǎn)角、總壓、靜壓和馬赫數(shù)等三維流動(dòng)參數(shù)從壓力面到吸力面的周向分布。