与所述切面的交点，其中η为正整数，从1递增，直至所述新圆不再与所述切面相交，
[0046]其中，所述交点即为所述测温点。
[0047]可以理解的是，平面上圆心点的位置以及圆的半径r应适宜选择，其应尽量满足圆心接近盘心位置，经过半径r做圆之后与切面相交。比如，以图2为例，在C7位置的下方设置一圆心，以半径r做圆，此时，假设该圆与切面刚好相交，且所述切面位于所述圆的外部，即交点为所述切面的C7区域的中心所示的黑点，这样，在之后的一步中，即可以r+L为半径做圆，此时，新圆与切面将会包含两个交点，如图2中C7区域的中心点两边的最接近中心点的两个黑点，之后，再以r+2L为半径做圆，此时，半径为r+2L的新圆与切面仍将包含两个交点，为图2中C7区域与C6Z的拐点以及C7区域与C6Y的拐点。如此反复，直至最后一个或两个交点，在该实施例中，最后所作的两个交点为图2中C1区域与C2Z的拐点以及C1区域与C2Y的拐点。
[0048]当将图2所示的各个区域的边缘温度确定以后，则需要进行温度场的绘制，本实施例中，采用有限元方法进行温度场的绘制，比如采用ANSYS软件计算得到切面实际温度场，需要说明的是，之后对计算温度场、差值温度场等其它温度场的计算及二维图形的绘制均使用类似ANSYS的有限元软件进行，此后不再赘述。图3给出了实际温度场的绘制结果，在该图中，可以直观的体现出整个切面的温度分布，对上述给出的各区域温度测量结果进行技术之后，图3中的温度场示意如下:A线段(或A区域，以下类似)的温度为316.667K, B线段的温度为350K，C线段的温度为383.333K，D线段的温度为416.667K，E线段的温度为450K，Η线段的温度为550Κ，I线段的温度为583.333Κ，需要说明的是，上述仅给出了图示中的部分温度线段的温度，并非对整个切面的温度限制，实际上，在各线段之间根据需要还可以设定多条线段，做出更加详细的温度场分布图。
[0049]步骤S5中，对所述切面的任意一条边，选取任一流动传热计算公式计算该边的三类边界，并用所述三类边界替换该边上测量的温度，绘制所述切面的计算温度场。本实施例中，如图2所示，选择C4Z边区域，加载利用流动传热计算公式得到的三类边界，重新做图，结果如图4所示。
[0050]需要说明的是，本实施例中，对流动传热计算的公式很多，该处任选其一。比如采用的流动传热计算公式如下:
[0051]Nu = 1.94XGr1/6XReM2/3,
[0052]其中，Nu表示努塞尔数，Gr表示格拉晓夫数，Re w表示旋转雷诺数。通过该计算公式可以明确切面C4Z区域的三类边界，所述三类边界是指物体边界周围流体间的表面流动传热系数及周围流体的温度。
[0053]另外，图4中也可以看出，靠近C4Z区域的切面内部温度流场发生了变化，而其余位置未发生变化，该图中，A?I仍与上述给出的温度相同，此处不再赘述。
[0054]通过比较图3及图4可以明确看出两者之间的差别，然而，差别的实际数据不太直观，为此，在比较实际温度场与计算温度场的步骤中还包括对所述实际温度场与所述计算温度场做差，并绘制差值温度场。差值温度场如图5所示，需要说明的是，该图中A?I与图3及图4中的A?I所表示的温度不同。在该图5中，A处的温度为1.667K，B温度为5K，C温度为8.333K，D温度为11.667K，E温度为15K，F温度为18.333K，G温度为21.667K，Η温度为25Κ，I温度为28.333Κ。可以理解的是，这些数据直观的反映出了由实测温度绘制的实际温度场与由公式推导的计算温度场之间的差异。
[0055]为了减少上述差异，即本发明需要对涡轮旋转盘腔流动换热公式的修正，以使上述差异在可接受的范围内。为此，参考步骤S7及步骤S8，首先进行涡轮旋转盘腔流动换热公式的替换，之后对最优的涡轮旋转盘腔流动换热公式的系数的修正，所述系数，比如流动换热公式Nu = 1.94XGr1/6XRet//3的系数为1.94。本实施例中，通过比较最终确认，利用流动传热计算公式Nu = 0.07XRe1/3XRetJ1/2得到的温度场与实际温度场温度差的绝对值最小。其中，Re是指雷诺数。
[0056]之后，需要对上述公式进行系数修正，在本实施例中，所述修正系数范围为0.1?20，所述修正系数步长Μ为0.1，比如初始设置系数为0.1，此时采用0.1Nu来计算温度场，之后分别用0.2Nu、0.3Nu、0.4Nu……20Nu来计算温度场，当温差范围在0?1°C时即可，本实施例中，达到上述条件后，得到的修正系数为5.2。
[0057]最后需要指出的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种涡轮旋转盘腔流动换热公式修正系数确定方法，其特征在于，包括: 51、自涡轮旋转盘的盘心至盘缘做切面，所述切面包括多条边； 52、在所述切面的边缘上的选取多个测温点； 53、对多个测温点分别进行温度测量； 54、根据测量的温度对所述切面进行实际温度场计算，绘制所述切面的实际温度场； 55、对所述切面的任意一条边，选取任一流动传热计算公式计算该边的三类边界，并用所述三类边界替换该边上测量的温度，绘制所述切面的计算温度场； 56、比较所述实际温度场与所述计算温度场； 57、选取另一流动传热计算公式计算与所述步骤S5中选取的同一条边的三类边界，重复步骤S5及S6，直至选出与实际温度场最接近的计算温度场，所述最接近的计算温度场是指该计算温度场与实际温度场温度差的绝对值最小； 58、对生成最接近的计算温度场的流动传热计算公式进行系数修正，在修正系数范围内，从起点以修正系数步长Μ递增至终点，由此获得的多个修正系数分别乘以该流动传热计算公式，并分别计算与所述步骤S5中选取的同一条边的三类边界，绘制修正温度场，找出修正温度场与所述实际温度场的温度差在给定的温差范围内的修正系数。 59、通过步骤S8中最终得到的修正系数修正步骤S8中的流动传热计算公式。2.如权利要求1所述的涡轮旋转盘腔流动换热公式修正系数确定方法，其特征在于:所述多个测温点均布在所述切面的边缘上。3.如权利要求2所述的涡轮旋转盘腔流动换热公式修正系数确定方法，其特征在于:所述多个测温点的选取包括: 选取平面上任一点作为圆心，以长度r为半径做圆，使所述圆与所述切面相交，记录所述圆与所述切面的交点； 设置步长L，以r±nL为半径，重新做圆，记录新圆与所述切面的交点，其中η为正整数，从1递增，直至所述新圆不再与所述切面相交， 其中，所述交点即为所述测温点。4.如权利要求1所述的涡轮旋转盘腔流动换热公式修正系数确定方法，其特征在于:所述比较实际温度场与计算温度场的步骤包括对所述实际温度场与所述计算温度场做差，并绘制差值温度场。5.如权利要求1所述的涡轮旋转盘腔流动换热公式修正系数确定方法，其特征在于:在所述步骤S8中，所述修正系数范围为0.1?20，所述修正系数步长Μ为0.1。6.如权利要求1所述的涡轮旋转盘腔流动换热公式修正系数确定方法，其特征在于:所述实际温度场、计算温度场、差值温度场以及修正温度场均采用有限元分析软件制作。7.如权利要求1所述的涡轮旋转盘腔流动换热公式修正系数确定方法，其特征在于:所述给定的温差范围为0?rc。
【专利摘要】本发明公开了一种涡轮旋转盘腔流动换热公式修正系数确定方法，属于航空发动机涡轮旋转盘腔流动换热试验领域。首先自涡轮旋转盘的盘心到盘缘做切面并在切面上测不同半径位置处温度，之后根据测量得到的温度计算切面实际温度场并与加载某一流动传热计算公式得到计算温度场进行比较，找到最接近的计算温度场，最后选取修正系数范围、步长以及温差范围，对最接近的计算温度场的流动换热计算公式进行修订。通过本发明获得的涡轮旋转盘腔流动换热公式更加适用于航空发动机涡轮盘的流动换热计算。
【IPC分类】G01M15/00
【公开号】CN105300695
【申请号】CN201510609409
【发明人】于霄, 牟宇飞, 李利维, 吴小军, 李鑫, 李毅, 陆海鹰
【申请人】中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月22日