本發(fā)明屬于流場溫度、壓力測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及跨音速二維流場的穩(wěn)態(tài)溫度、穩(wěn)態(tài)壓力測量裝置，具體涉及一種測量跨音速二維流場的穩(wěn)態(tài)溫度壓力組合探針，適用于離心壓氣機(jī)葉輪出口跨音速二維穩(wěn)態(tài)流場的測試。

背景技術(shù)：

測量離心壓氣機(jī)葉輪出口的跨音速二維穩(wěn)態(tài)流場，目前一般采用三孔壓力探針，借助安裝在機(jī)殼上的位移機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)三孔壓力探針前往被測位置，進(jìn)行測量。三孔壓力探針只能提供來流總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角和馬赫數(shù)，由于三孔壓力探針不能測得溫度數(shù)據(jù)，不能從三孔壓力探針測得的數(shù)據(jù)中計(jì)算得到來流速度數(shù)據(jù)。溫度是表征來流熱力學(xué)性質(zhì)的重要參數(shù)，目前測量來流溫度需要采用單獨(dú)的總溫探針，同樣借助安裝在機(jī)殼上的位移機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)總溫探針前往被測位置，進(jìn)行單獨(dú)的測量。

現(xiàn)有的探針測量技術(shù)，由于不能同時(shí)測量離心壓氣機(jī)葉輪出口跨音速氣流總溫、總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角和馬赫數(shù)等參數(shù)，一方面測量時(shí)間長，試驗(yàn)成本高，重要的是來流工況可能會(huì)有一定的變化，另一方面不同探針的測點(diǎn)位置受位移機(jī)構(gòu)定位的影響可能會(huì)有差異，不同探針測得的流動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)肯定不是來自同一流線的，在利用這些探針測量數(shù)據(jù)，組合計(jì)算出速度等參數(shù)時(shí)，就會(huì)帶來數(shù)據(jù)誤差，進(jìn)而會(huì)給總的測量結(jié)果帶來不可忽視的誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對目前離心壓氣機(jī)葉輪出口跨音速二維穩(wěn)態(tài)流場測量試驗(yàn)中，采用獨(dú)立的總溫探針、三孔壓力探針等不同的探針，分別進(jìn)行測量，存在的測量時(shí)間長、試驗(yàn)成本高、測量工況一致性差、測量誤差大的問題，提供了一種測量跨音速二維流場的穩(wěn)態(tài)溫度壓力組合探針，本發(fā)明與現(xiàn)有的跨音速二維穩(wěn)態(tài)流場測試用的壓力探針相比，能同時(shí)測得來流溫度、總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角、馬赫數(shù)和二維速度分量。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

1、一種測量跨音速二維流場的穩(wěn)態(tài)溫度壓力組合探針，其特征在于：包括探針頭部(1)、支桿(2)，所述探針頭部(1)為四棱柱狀結(jié)構(gòu)，探針頭部(1)的頂面(3)與探針支桿(2)自轉(zhuǎn)軸線垂直。探針測量時(shí)探針頭部(1)的迎風(fēng)面包括正前平面(4)、左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)，背風(fēng)面為圓柱弧面(7)；在探針頭部(1)正前平面(4)、左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)各開有1個(gè)壓力感受孔，分別為中孔(8)、左孔(9)、右孔(10)，這3個(gè)互不相通的壓力感受孔，分別與3根引壓管(11)封裝在探針頭部(1)內(nèi)的一端各自連通，在中孔(8)的正下方開有溫度感受孔(12)，其內(nèi)部裝有1支溫度傳感器。

2、進(jìn)一步，探針支桿(2)為圓柱體，其內(nèi)部開有圓型通道。

3、進(jìn)一步，探針頭部(1)中孔(8)中心線、溫度感受孔(12)中心線與探針支桿(2)軸線在同一個(gè)平面上，左側(cè)平面(5)與右側(cè)平面(6)沿該平面對稱，左孔(9)和右孔(10)沿該平面對稱分布。

4、進(jìn)一步，探針頭部(1)的正前平面(4)寬1毫米至2毫米，左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)夾角為30°至70°。

5、進(jìn)一步，探針頭部(1)的中孔(8)圓心與探針頭部(1)頂面(3)距離為1毫米至5毫米。

6、進(jìn)一步，探針頭部(1)中孔(8)、左孔(9)、右孔(10)直徑為0.3毫米至1毫米。

7、進(jìn)一步，溫度感受孔(12)位于中孔(8)正下方，直徑為1毫米至2毫米，溫度感受孔(12)與中孔(8)距離為1毫米至3毫米。

8、進(jìn)一步，探針頭部(1)內(nèi)的3根引壓管(11)和溫度傳感器的線纜(13)經(jīng)探針支桿(2)內(nèi)通道，由探針尾部引出。

本發(fā)明的有益效果是：

與現(xiàn)有壓力探針相比，本發(fā)明經(jīng)過校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定，能同時(shí)測得跨音來流的穩(wěn)態(tài)溫度、總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角、馬赫數(shù)和二維速度數(shù)據(jù)，為葉輪機(jī)實(shí)驗(yàn)提供了一種高效、準(zhǔn)確、全面測量跨音二維穩(wěn)態(tài)流場參數(shù)的手段。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中的測量跨音速二維流場的穩(wěn)態(tài)溫度壓力組合探針的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的左視圖。

圖3是圖1的俯視圖。

其中：1-探針頭部，2-探針支桿，3-頂面，4-正前平面，5-左側(cè)平面，6-右側(cè)平面，7-圓柱弧面，8-中孔，9-左孔，10-右孔，11-引壓管，12-溫度感受孔，13-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跨音速二維流場的穩(wěn)態(tài)溫度壓力組合探針，包括探針頭部(1)、支桿(2)，探針頭部(1)為四棱柱狀結(jié)構(gòu)，外接圓直徑為6毫米，探針頭部(1)高30毫米，探針頭部(1)的頂面(3)與探針支桿(2)自轉(zhuǎn)軸線垂直。探針測量時(shí)探針頭部(1)的迎風(fēng)面包括正前平面(4)、左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)，背風(fēng)面為圓柱弧面(7)；在探針頭部(1)正前平面(4)、左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)各開有1個(gè)壓力感受孔，分別為中孔(8)、左孔(9)、右孔(10)，這3個(gè)互不相通的壓力感受孔，分別與3根引壓管(11)封裝在探針頭部(1)內(nèi)的一端各自連通，在中孔(8)的正下方開有溫度感受孔(12)，其內(nèi)部裝有1支溫度傳感器。

探針支桿(2)為圓柱體，直徑8毫米，其內(nèi)部開有圓型通道，直徑5毫米。

探針頭部(1)中孔(8)中心線、溫度感受孔(12)中心線與探針支桿(2)軸線在同一個(gè)平面上，左側(cè)平面(5)與右側(cè)平面(6)沿該平面對稱，左孔(9)和右孔(10)沿該平面對稱分布。

探針頭部(1)的正前平面(4)寬1毫米，左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)夾角為45°。

探針頭部(1)的中孔(8)圓心與探針頭部(1)頂面(3)距離為1毫米。

探針頭部(1)中孔(8)、左孔(9)、右孔(10)的圓心在同一個(gè)平面上，直徑為0.5毫米。

溫度感受孔(12)位于中孔(8)正下方，直徑為1毫米，溫度感受孔(12)與中孔(8)距離為1毫米。

探針頭部(1)內(nèi)的3根引壓管(11)和溫度傳感器的線纜(13)經(jīng)探針支桿(2)內(nèi)通道，由探針尾部引出。

本發(fā)明實(shí)施例中介紹的測量跨音速二維流場的穩(wěn)態(tài)溫度壓力組合探針，經(jīng)過跨音速校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定，可以獲得標(biāo)定數(shù)據(jù)。實(shí)際測量跨音速流場時(shí)，該穩(wěn)態(tài)溫度壓力組合探針的3個(gè)壓力感受孔、1支溫度傳感器能測得各自感受到的穩(wěn)態(tài)壓力、穩(wěn)態(tài)溫度，利用獲得的跨音速校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以獲得跨音來流的穩(wěn)態(tài)溫度、總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角、馬赫數(shù)和二維速度數(shù)據(jù)。