欠频响压力探针测量压气机动态流场的结果分析.pdf

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1、第42卷第2期2016年4月航空发动机AeroengineV01．42No，2Apr．2016欠频响压力探针测量压气机动态流场的结果分析马宏伟u，魏巍12，张良u，官辉u(1．北京航空航天大学能源与动力工程学院9-2．先进航空发动机协同创新中心：北京100191)摘要：压气机内部流动具有很强的非定常特征，尤其是小尺寸发动机叶片通过频率高达30-80kHz，而动态压力探针的响应频率只能与叶片通过频率相当，采用其测量不易获得具体的高频流场结构。为了研究这种欠频响情况下测得流场与真实流场的差异，以某低速压气机为对象进行了模拟研究。采用

2、频响为420Hz的动态压力探针及频响大干33kHz的单斜丝热线探针，测量了叶片通过频率为303Hz的转子出口流场。修正了动态压力探针的容腔效应对测得流场的影响，校验了在测试系统响应频率较低时，修正后流场与热线测得的参考流场之间的差异。对比结果表明：原始流场压力信号的部分频率成分产生了较大偏差，出口截面流场的周向位置有较大误差。经修正后，周向位置较为准确，泄漏堵塞区域形态以及强度都与参考流场的更为接近，但由于尾迹区存在部分高频，修正后结果与参考流场的差异仍较明显。关键词：欠频响压力探针；动态测量；管传递函数；动态修正；压气机；航空

3、发动机中图分类号：V231．3文献标识码：Adoi：10．13477／j．cnki．aeroengine．2016．02．013AnalysisofMeasuredUnsteadyFlowFieldUsingaQuasiFastResponsePressureProbeMAHong—weil2，WEIWeil,2．ZHANGLiangu。GUANHuil。(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，BeihangUniversity；2．CoHaborafiveInnovationCenterofA

4、dvancedAero—Engine，Beijing100191，China)Abstract：Itiswellknownthattheflowfiledinsideacompressorhasstrongdynamiccharacteristic，especiallyinthesmall—scaleoneswhosebladepassingfrequencycouldreach30-80kHz．Inmostcircumstances，becausetheFastResponseAerodynamicProbe(FRAP)can

5、onlymeetthebladepassingfrequency，thedynamiccharacteristicoftheprobecannotsatisfytherequirementofreproducingadetailedhigh—frequencyflowstructure．InordertoinvestigatethedifferencebetweenmeasuredflowfieldandrealflowfieldusingthisquasiFRAP，adynamicpressureprobewitharespo

6、nsefrequencyof420Hzandaslantedsinglehotwireprobewitharesponsefrequencymorethan33kHzwasutilizedtomeasuretheunsteadyflowfiledattheoutletofanisolatedcompressorrotorwhichhadabladepassingfrequencyof303Hz．Thefrequencyresponseoftheprobewasmeasuredtocorrecttheinfluenceofsqua

7、re—cavityeffectonthemeasuredflowfield．Thecorrespondingcorrectedoneswerecomparedwiththereferenceflowfieldmeasuredwithhotwireprobeastheresponsefrequencyofmeasurementsystemwaslow．Thecomparisonshowsthatsomefrequencycomponentsoftheoriginalsignalswereamplified．Aftercorrect

8、ion，thecircumferentialpositionoftheunsteadyfield，theblockageandpatternofthetipleakageareaareobviouslymoreclosetothereferenceflowfie