基于热电偶进行壁温分布测量的回流燃烧室

本发明涉及航空发动机燃烧室模型件设计应用领域，尤其涉及一种基于热电偶进行壁温分布测量的回流燃烧室。

背景技术：

随着航空发动机性能的不断提高燃烧室的燃烧温度和压力逐步提高高温燃气对火焰筒壁面的热负荷越来越高，航空发动机火焰筒长期工作在恶劣的环境下，是承受高热负荷的部件之一，发动机的各部组件在设计与制造过程中，长时间运行测试，在不同的极端高温、高压环境中工作存在易燃易爆的危险，因此，对生产过程中的设备的检测与监测是非常必要的，可以提高航空发动机的使用寿命和确保不因局部过热故障引起事故，这对发动机工作时全面监测和及时告警的监控手段提出了更高的要求。

火焰筒壁温与其内部燃烧组织及冷却安排直接有关，它的高低是影响火焰筒寿命的关键。对于航空发动机热端的温度测量中，进排气温度、燃烧气体温度等温度测量是多种多样的，为了获得航空发动机探测温度场分布或局部温度，当前，对火焰筒壁温分布可采用热电偶、示温漆和红外感应、激光等方法进行测量，也可以用数值模拟方法对其进行预估。在航空箭发动机的研制过程中，温度测量是一项很重要、但也很难测准的任务，红外感应、激光等非测量手段测量精度易受到各种误差的影响，发射率受物体温度、加工状况、表面光洁度、氧化程度以及脏污状况等多种因素影响，同时因为属于光学测温，也受燃气、水汽和灰尘的影响，所以实际测量中的测量误差是比较大，热电偶测量精度高，用它来测量火焰筒壁面上少数点的温度比较方便，是最早和应用最广泛的一种测量方式，但温度测量一般通过插入式热电偶，测量较为困难，拆换复杂，单点测温，难以给出较为直观的温度场分布。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中燃烧室壁面温度难以测量且精度较差、以及热电偶等测量部件拆换困难的问题，提供一种基于热电偶进行壁温分布测量的回流燃烧室。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

基于热电偶进行壁温分布测量的回流燃烧室，包括内机匣、外机匣和火焰筒，所述火焰筒的外壳和外机匣形成燃烧室的外环道，火焰筒的内壳和内机匣形成燃烧室的内环道；

所述内机匣、外机匣上都均匀设有若干用于测量温度的螺纹孔，且该螺纹孔内均设有测温单元；

所述测温单元包含套筒和热电偶，其中，所述套筒为一端开口一端封闭的空心圆柱体，套筒柱体的外壁上设有和所述螺纹孔相匹配的螺纹；所述热电偶设置在所述套筒内，其探头从套筒的开口端伸出；

所述测温单元的套筒和其对应的螺纹孔螺纹相连，使得内机匣螺纹孔内测温单元热电偶的探头伸入内环道和火焰筒内壳的外壁相抵、外机匣螺纹孔内测温单元热电偶的探头伸入外环道和火焰筒外壳的外壁相抵。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明能够实现对火焰筒壁面温度分布的测量，套筒的存在便于安装和拆换热电偶，热电偶同时为径向进入燃烧室内部，热电偶之间并不会出现相互干扰，同时能够减少热电偶对燃烧室流场带来的影响。

附图说明

图1是本发明的部分截面示意图。

图中，1-外机匣，2-内机匣，3-套管，4-热电偶的探头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。

如图1所示，本发明公开了一种基于热电偶进行壁温分布测量的回流燃烧室，包括内机匣、外机匣和火焰筒，所述火焰筒的外壳和外机匣形成燃烧室的外环道，火焰筒的内壳和内机匣形成燃烧室的内环道；

所述内机匣、外机匣上都均匀设有若干用于测量温度的螺纹孔，且该螺纹孔内均设有测温单元；

所述测温单元包含套筒和热电偶，其中，所述套筒为一端开口一端封闭的空心圆柱体，套筒柱体的外壁上设有和所述螺纹孔相匹配的螺纹；所述热电偶设置在所述套筒内，其探头从套筒的开口端伸出；

所述测温单元的套筒和其对应的螺纹孔螺纹相连，使得内机匣螺纹孔内测温单元热电偶的探头伸入内环道和火焰筒内壳的外壁相抵、外机匣螺纹孔内测温单元热电偶的探头伸入外环道和火焰筒外壳的外壁相抵。

本发明能够实现对火焰筒壁面温度分布的测量，套筒的存在便于安装和拆换热电偶，热电偶同时为径向进入燃烧室内部，热电偶之间并不会出现相互干扰，同时能够减少热电偶对燃烧室流场带来的影响。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.基于热电偶进行壁温分布测量的回流燃烧室，包括内机匣、外机匣和火焰筒，所述火焰筒的外壳和外机匣形成燃烧室的外环道，火焰筒的内壳和内机匣形成燃烧室的内环道，其特征在于：

所述内机匣、外机匣上都均匀设有若干用于测量温度的螺纹孔，且该螺纹孔内均设有测温单元；

所述测温单元包含套筒和热电偶，其中，所述套筒为一端开口一端封闭的空心圆柱体，套筒柱体的外壁上设有和所述螺纹孔相匹配的螺纹；所述热电偶设置在所述套筒内，其探头从套筒的开口端伸出；

所述测温单元的套筒和其对应的螺纹孔螺纹相连，使得内机匣螺纹孔内测温单元热电偶的探头伸入内环道和火焰筒内壳的外壁相抵、外机匣螺纹孔内测温单元热电偶的探头伸入外环道和火焰筒外壳的外壁相抵。

技术总结
本发明公开了一种基于热电偶进行壁温分布测量的回流燃烧室，在内机匣、外机匣上均匀设置若干用于测量温度的螺纹孔，并在螺纹孔内设置测温单元；测温单元包含套筒和热电偶，套筒柱体的外壁上设有和螺纹孔相匹配的螺纹；内机匣螺纹孔内测温单元热电偶的探头伸入内环道和火焰筒内壳的外壁相抵、外机匣螺纹孔内测温单元热电偶的探头伸入外环道和火焰筒外壳的外壁相抵。本发明能够实现对火焰筒壁面的温度测量，热电偶之间并不会出现相互干扰，能够减少热电偶对燃烧室流场带来的影响，同时便于安装和拆换。

技术研发人员：李建中;汤朝伟;任超群;姚倩;金武
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2021.05.07
技术公布日：2021.07.30