压气机试验流量测量分析方法、装置和压气机试验系统

摘要

本公开涉及一种压气机试验流量测量分析方法、装置和压气机试验系统，其中，分析方法包括：以预设频率f采集压气机试验的流量实测值；对每个时刻对应的流量实测值，计算该时刻的拟合稳定流量；计算每个时刻下的流量绝对波动量；计算每个时刻下的流量相对波动量；根据所述流量绝对波动量和所述流量相对波动量的计算结果分析所述流量实测值的波动情况。

说明书

技术领域

本公开涉及压气机试验技术领域，尤其涉及一种压气机试验流量测量分析方法、装置和压气机试验系统。

背景技术

航空发动机压气机研制过程中，需要进行压气机试验测试，测量压气机流量、压比、效率等各种参数。其中，压气机流量的测量是极为重要的一项工作。准确地对压气机的流量进行试验测量，对于评估压气机总特性具有极为重要的意义，因此试验过程中对压气机流量的测量精度要求很高。而实际试验过程中，由于各种原因，总会出现压气机流量测量精度不足的现象。其中，一种常见的现象是压气机实测流量较大波动。流量波动较大时，试验测试无法准确获得压气机的实际流量。

发明内容

本公开的实施例提供了一种压气机试验流量测量分析方法、装置和压气机试验系统，能够更准确地评估压气机试验过程中的流量波动情况。

根据本公开的第一方面，提供了一种压气机试验流量测量分析方法，包括：

以预设频率f采集压气机试验过程中的流量实测值

对每个时刻

计算每个时刻

计算每个时刻

根据流量绝对波动量

在一些实施例中，对每个时刻

从时刻

计算2N个时间值内的流量实测值

在一些实施例中，计算每个时刻

将每个时刻

在一些实施例中，计算每个时刻

将每个时刻

在一些实施例中，分析流量实测值

绘制流量绝对波动量

在同一时间轴下，绘制相对换算转速随时刻

分析流量绝对波动量

在一些实施例中，分析流量实测值

绘制流量相对波动量

在同一时间轴下，绘制相对换算转速随时刻

分析流量相对波动量

在一些实施例中，分析流量实测值

绘制流量绝对波动量

分析流量绝对波动量

在一些实施例中，分析流量实测值

绘制流量相对波动量

分析流量相对波动量

在一些实施例中，在分析出流量检测部件的测量精度低于预设精度的情况下，压气机试验流量测量分析方法还包括：

提供提高流量测量精度的解决方式，解决方式包括如下方式中的至少一种：更换流量检测部件；调节压气机的节流比使相对换算转速避开流量波动大的区间；以及对比流量检测部件更换前后流量绝对波动量

在一些实施例中，压气机试验流量测量分析方法还包括：

对压气机流量测量进行至少两次试验；

比较至少两次试验中的流量波动情况。

根据本公开的第二方面，提供了一种压气机试验流量测量分析装置，包括：用于执行上述实施例的压气机试验流量测量分析方法。

根据本公开的第三方面，提供了一种压气机试验流量测量系统，包括：

上述实施例的压气机试验流量测量分析装置；以及

流量检测部件，被配置为测量压气机流量。

根据本公开的第四方面，提供了一种压气机试验系统，包括：上述实施例的压气机试验流量测量分析装置或压气机试验流量测量系统。

本公开实施例的压气机试验流量测量分析方法，在压气机试验过程中对流量进行测量时，可通过计算拟合稳定流量

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中。

图1是实施例一中试验A流量实测值

图2是实施例二中试验B流量实测值

图3是实施例一中试验A流量绝对波动量

图4是实施例二中试验B流量绝对波动量

图5是实施例一中试验A流量相对波动量

图6是实施例二中试验B流量相对波动量

图7是实施例一中试验A流量绝对波动量

图8是实施例二中试验B流量绝对波动量

图9是实施例一中试验A流量相对波动量

图10是实施例二中试验B流量相对波动量

图11是本公开压气机试验流量测量分析方法的一些实施例的流程示意图。

具体实施方式

以下详细说明本公开。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本公开中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

首先，本公开提供了一种压气机试验流量测量分析方法，这里先对后续出现的一些术语进行解释。

轴流压气机是气流流动方向与工作轮旋转轴心线方向一致或近乎一致的多级压缩设备，由一系列静子-转子交替排列构成，常用于航空发动机或燃气轮机。流量是单位时间内从轴流压气机主流道内流过的气体的质量，单位一般为kg/s。换算流量是根据相似原理，将压气机物理流量换算为气动标准状况进口条件（进口总温288.15K，进口总压101325Pa）下的物理流量，单位一般为kg/s。流量检测部件是压气机或航空发动机试验时，放置在试验件进口用来测量试验空气流量的管状测量装置。压气机试验时进行的测试是通过测试设备获取压气机的流量、压比、效率等参数的过程。

在一些实施例中，如图11所示，压气机试验流量测量分析方法包括如下步骤：

步骤110、以预设频率f采集压气机试验过程中的流量实测值

步骤120、对每个时刻

步骤130、计算每个时刻

步骤140、计算每个时刻

步骤150、根据流量绝对波动量

该实施例在压气机试验过程中对流量进行测量时，可通过计算拟合稳定流量

在一些实施例中，步骤120对每个时刻

步骤120A、从时刻

步骤120B、计算2N个时间值内的流量实测值

例如，分析时，对于数据采集频率为f的数据，计算时刻

其中，N的取值范围为10≤N≤500。

该实施例能够拟合出在一段流量采集周期内流量实测值

例如，如图1为试验A中流量实测值

如图2为试验B中流量实测值

在一些实施例中，步骤130计算每个时刻

将每个时刻

该实施例通过计算各时刻

在一些实施例中，步骤140计算每个时刻

将每个时刻

该实施例通过计算各时刻

在一些实施例中，步骤150中分析流量实测值

步骤150A、绘制流量绝对波动量

步骤150B、在同一时间轴下，绘制相对换算转速随时刻

步骤150C、分析流量绝对波动量

该实施例将流量绝对波动量

例如，如图3为试验A中流量绝对波动量

如图4为试验B中流量绝对波动量

在一些实施例中，步骤150中分析流量实测值

步骤150D、绘制流量相对波动量

步骤150E、在同一时间轴下，绘制相对换算转速随时刻

步骤150F、分析流量相对波动量

该实施例将流量相对波动量

如果流量检测部件（例如流量管）的检测精度难以达到试验需求，但是又无法更换流量检测部件，则在制定试验策略时可调整节流比以尽量避开流量波动较大的区间。

例如，如图5为试验A中流量相对波动量

如图6为试验B中流量相对波动量

在一些实施例中，步骤150中分析流量实测值

步骤150G、绘制流量绝对波动量

步骤150H、分析流量绝对波动量

该实施例通过绘制流量绝对波动量

例如，如图7为试验A中流量绝对波动量

如图8为试验B中流量绝对波动量

在一些实施例中，步骤150中分析流量实测值

步骤150I、绘制流量相对波动量

步骤150J、分析流量相对波动量

该实施例通过绘制流量相对波动量

例如，如图9为试验A中流量相对波动量

如图10为试验B中流量相对波动量

在一些实施例中，在通过步骤150G-150H或步骤150I-150J分析出流量检测部件的测量精度低于预设精度的情况下，压气机试验流量测量分析方法还包括：

提供提高流量测量精度的解决方式，解决方式包括如下方式中的至少一种：更换流量检测部件；调节压气机的节流比使相对换算转速避开流量波动大的区间；以及对比流量检测部件更换前后流量绝对波动量

该实施例通过对流量绝对波动量

如果试验过程中更换了流量检测部件，也可以通过本方法比较流量检测部件更换前后流量绝对波动量

在一些实施例中，压气机试验流量测量分析方法还包括：

对压气机流量测量进行至少两次试验；

比较至少两次试验中的流量波动情况。

该实施例通过对两次不同的压气机试验比较流量数据，可用来比较不同压气机试验中流量的波动大小，为性能数据的对比提供参考。

其次，本公开还提供了一种压气机试验流量测量装置，包括：分析部件，被配置为执行上述实施例的压气机试验流量测量分析方法。

在一些实施例中，压气机试验流量测量系统还包括：流量检测部件，被配置为测量压气机流量，例如，流量检测部件可采用流量管。

再次，本公开还提供了一种压气机试验系统，包括：上述实施例的压气机试验流量测量系统。

下面通过两个实施例来说明压气机试验流量分析方法。

实施例一：以某压气机试验（记为试验A）实测流量波动分析为例。该压气机试验流量数据采集频率f为20Hz，即每秒采集20个时间值和20个实测流量值。

第一步，对于每一个时刻

第二步，对于每一个时刻

第三步，对于每一时刻

第四步，进行结果分析。

如图3所示，绘制流量绝对波动量

如图5所示，绘制流量相对波动量

如图9所示，绘制流量相对波动量

如图7所示，绘制流量绝对波动量

实施例二；本实施例对两次压气机试验结果（分别记为试验A和试验B）进行对比分析。

以某压气机试验（记为试验B）为例，对比实施例一中压气机试验A的实测流量结果，可以分析两次压气机试验中实测流量波动幅度的差异，辅助进行两次试验性能数据的比对工作。试验B中拟合稳定流量

流量相对波动量

流量绝对波动量

流量相对波动量

流量绝对波动量

由此，上述实施例的分析方法至少能实现以下技术效果：

1、能够对压气机试验过程中出现的流量波动较大的问题，准确地分析流量波动的幅度，为流量测量准确性分析提供参考。

2、能够对流量管的测量精度进行分析，分析该流量管在不同流量测量范围内的流量波动性大小、流量测量精度和流量测量数据的有效性；而且，通过分析更换流量管前后流量实测值波动幅度的差异，可评估更换流量管是否有效果。

3、通过本方法计算出的流量波动绝对量和流量波动相对量，可以对不同转速下流量绝对值差异较大的情况，进行流量波动性比较。

4、可以对两次不同的试验中流量波动的情况进行比较，也可以对一次试验中更换流量管前后的流量波动情况进行比较。但是，在进行试验结果性能数据比对之前，需要先对试验流量参数的数据有效性进行评估。

以上对本公开所提供的实施例进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以对本公开进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本公开权利要求的保护范围内。