葉尖間隙對(duì)微渦輪葉柵內(nèi)流影響機(jī)理與葉尖逆向渦控研究

(1)將新型非接觸式壓敏涂料測(cè)壓技術(shù)應(yīng)用在毫米尺度流場(chǎng)領(lǐng)域,自主研制該測(cè)壓系統(tǒng)的部分子系統(tǒng),包括設(shè)計(jì)基于LED陣列的激發(fā)光源系統(tǒng)、加裝顯微放大系統(tǒng)、噴涂及熱處理設(shè)備;設(shè)計(jì)了壓敏涂料測(cè)壓技術(shù)的標(biāo)定系統(tǒng)并完成典型壓敏涂料的標(biāo)定實(shí)驗(yàn);建立了一套完整的適用于毫米尺度流場(chǎng)領(lǐng)域的壓敏涂料測(cè)壓系統(tǒng),應(yīng)用該測(cè)壓系統(tǒng)研究了毫米尺度微渦輪葉柵低雷諾數(shù)及葉尖間隙對(duì)吸力面壓力的影響。基于交流放電的葉尖間隙測(cè)量系統(tǒng)，包括交流數(shù)控可調(diào)激勵(lì)、放電探針、電流測(cè)量轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，放電探針的一端與機(jī)匣的內(nèi)壁相平齊，另一端露在機(jī)匣的外部，且放電探針插入機(jī)匣的部分包裹絕緣層。

(2)以數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)測(cè)量相結(jié)合的方法研究了毫米尺度微渦輪葉柵低雷諾數(shù)流動(dòng)特征,揭示了微葉柵通道主要二次流的形成、發(fā)展及其相互作用;毫米尺度葉柵低雷諾數(shù)時(shí)通道渦中心總壓損失明顯高于常規(guī)尺度葉柵,通道渦沿程在柵距方向的影響范圍明顯增加;在10%軸向弦長(zhǎng)之后毫米尺度微葉柵擬S3截面平均總壓損失大于常規(guī)尺度葉柵,且60%軸向弦長(zhǎng)之后平均總壓損失急劇上升,遠(yuǎn)超常規(guī)尺度葉柵。另一方面,實(shí)時(shí)地檢測(cè)葉尖動(dòng)態(tài)間隙變化,也成為發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理項(xiàng)目中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)的重要內(nèi)容。

(3)研究了葉尖間隙對(duì)毫米尺度微渦輪葉柵流場(chǎng)的影響及其影響機(jī)理,發(fā)現(xiàn)葉尖間隙內(nèi)葉片前部氣流在吸力面出口已摻混均勻,而在葉片后部速度沒(méi)有完全摻混,出口為混合速度層;隨著葉尖間隙增大,葉尖泄漏流量成比例增加,葉片受到的周向載荷減小,M1=0.1時(shí),葉尖間隙每增加1%,葉尖泄漏流量平均增加17.5%,周向載荷平均降低2%。(2)以數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)測(cè)量相結(jié)合的方法研究了毫米尺度微渦輪葉柵低雷諾數(shù)流動(dòng)特征,揭示了微葉柵通道主要二次流的形成、發(fā)展及其相互作用。壓敏涂料測(cè)壓技術(shù)對(duì)不同葉尖間隙吸力面的測(cè)量結(jié)果表明5%葉尖間隙吸力面壓力分布與10%、15%葉尖間隙吸力面壓力分布明顯不同,在吸力面后部靠近葉頂處出現(xiàn)高壓力區(qū)域,與其他間隙時(shí)泄漏形成的低壓區(qū)現(xiàn)象相反。

善測(cè)（天津）科技有限公司位于天津市西青學(xué)府工業(yè)區(qū)，于 2015年 7 月份成立，公司注冊(cè)資本 500 萬(wàn)，是一家集研發(fā)生產(chǎn)一體的高科技公司。公司提供旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)和健康管理。等產(chǎn)品和服務(wù)。

基于PLL載頻跟蹤的電容式葉尖間隙測(cè)量技術(shù)

針對(duì)電容調(diào)頻式葉尖間隙測(cè)量中存在的雜散電容問(wèn)題和葉尖間隙信號(hào)的在線(xiàn)檢測(cè)需求,設(shè)計(jì)了基于鎖相環(huán)(PLL)載頻跟蹤的測(cè)量方案.方案中PLL無(wú)差載頻跟蹤環(huán)路能夠有效地抑制雜散電容造成的緩慢載頻漂移;選擇1,MHz的中頻頻率將信號(hào)帶寬提高到200,kHz,并設(shè)計(jì)了峰值采集控制時(shí)序以提高系統(tǒng)測(cè)量效率;理論推導(dǎo)出并用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了信號(hào)的非線(xiàn)性模型.模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,測(cè)量系統(tǒng)靈敏度高,具備了高速在線(xiàn)檢測(cè)能力.

善測(cè)（天津）科技有限公司位于天津市西青學(xué)府工業(yè)區(qū)，于 2015年 7 月份成立，公司注冊(cè)資本 500 萬(wàn)，是一家集研發(fā)生產(chǎn)一體的高科技公司。公司提供旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)和健康管理。等產(chǎn)品和服務(wù)。

葉尖定時(shí)傳感器及葉片振動(dòng)信號(hào)處理技術(shù)的研究

速旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)是電力工業(yè)、能源工業(yè)、航運(yùn)業(yè)尤其是航空 亟待解決的難題，傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量方法很難做到同時(shí)監(jiān)測(cè)同級(jí)的所有葉片的振 動(dòng)情況，因此國(guó)外一直在致力研究非接觸式旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)測(cè)量新技術(shù)—葉尖定時(shí) 測(cè)量技術(shù)。該測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉尖間隙的非接觸測(cè)量，且操作簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高。依托裝備部預(yù)先研究課題“非接觸式旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)測(cè)量技術(shù) 研究”，基于葉尖定時(shí)測(cè)量技術(shù)，研制了旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，包括葉尖定時(shí)傳 感器和轉(zhuǎn)速同步傳感器，動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)裝置以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集軟件和振動(dòng)分析 算法，通過(guò)動(dòng)態(tài)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該系統(tǒng)對(duì)壓氣機(jī)、渦輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn)葉片的振 動(dòng)檢測(cè)的可行性。主要工作包括如下幾個(gè)方面：

 1. 設(shè)計(jì)了光纖束式葉尖定時(shí)傳感器，經(jīng)過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)分析，充分驗(yàn)證 了其作為整個(gè)系統(tǒng)的核心部件的實(shí)用性

 2. 設(shè)計(jì)了磁電式的霍耳轉(zhuǎn)速同步傳感器，在模擬實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中，該傳感器工 作正常，保證了轉(zhuǎn)速同步信號(hào)的有效輸出； 3. 開(kāi)發(fā)了一套采集數(shù)據(jù)采集軟件，輔助采集電路的調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集；

 4. 開(kāi)發(fā)了一套模擬實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)詳細(xì)的模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)設(shè)計(jì)的傳感器和光電 接收電路進(jìn)行了原理性驗(yàn)證，并進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；

 5. 研究了一套實(shí)用可行的基于葉尖定時(shí)傳感的異步振動(dòng)和同步共振分析算法，包 括異步和同步信號(hào)的分離，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中成功探測(cè)到了葉片的同步共振信號(hào)， 驗(yàn)證了其可靠性，為后續(xù)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)檢測(cè)打下了基礎(chǔ)。

數(shù)控機(jī)床反向間隙測(cè)量方法

手動(dòng)誤差補(bǔ)償測(cè)量方法

準(zhǔn)備一個(gè)千分表與磁性表座一個(gè)，固定在機(jī)床導(dǎo)軌上， 表頭調(diào)準(zhǔn)主要測(cè)量的刀架面上一平面的地方，移動(dòng)Z軸方向使 千分表頭壓到刀架平面。

淺談數(shù)控機(jī)床反向間隙測(cè)量方法

手動(dòng)測(cè)量間隙方法

記下此時(shí)千分表讀數(shù) A，然后選擇手輪，手輪移動(dòng)速度 比例為選擇0.1檔，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪一定的距離向-Z方向，再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪 相同的距離向 Z方向，記下此時(shí)千分表讀B；反復(fù)做5次，取平 均值。

反向間隙誤差補(bǔ)償值＝｜A點(diǎn)記錄的數(shù)據(jù)－B點(diǎn)記錄的數(shù)據(jù)，把計(jì)算所得的數(shù)據(jù)輸入到車(chē)床數(shù)據(jù)參數(shù)035中即可。渦輪葉尖間隙流動(dòng)與換熱研究渦輪葉尖泄漏嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能,有效抑制葉尖泄漏并冷卻葉尖是提高渦輪效率和可靠性的關(guān)鍵之一。X 軸可用同樣的方法測(cè)量后，計(jì)算得出的結(jié)果乘以2輸入到數(shù)據(jù)參 數(shù)034中即可（因測(cè)出數(shù)值為半徑，所以需乘以2倍）。例如計(jì)算 得出的數(shù)據(jù)為：0.012，測(cè)應(yīng)輸入12，因?yàn)閿?shù)據(jù)參數(shù)中，需以微米 為單位輸入。Z向傳動(dòng)反向間隙值的測(cè)量與X向傳動(dòng)反向間隙 值的測(cè)量相同。