扩压器性能测试装置的制作方法

本实用新型涉及扩压器试验技术领域，特别涉及扩压器性能测试装置。

背景技术：

扩压器是将压气机高速气流转变为均匀的低速气流的部件，以保证火焰筒内燃烧组织可靠稳定的燃烧。在国内外扩压器研究中，影响扩压器性能的因素较多，扩压器本身结构特点、燃烧室流路特点以及来流气体状态参数都会对扩压器性能产生很大影响。因此，针对扩压器内部复杂流动特性，设计具有针对性的测试结构，详细掌握扩压器内部流场分布特征及沿程性能参数的变化，对于扩压器的设计和优化工作具有重要的指导意义。

目前，针对扩压器内部流场测量较多采用水流模拟试验技术，试验件采用透明的有机玻璃制造而成，置于试验器的试验段中，在试验件进口加入适当的示踪指示剂，借助粒子成像测试技术(PIV)观察扩压器内部的流动情况，得到诸如扩压器内部流场分布等扩压器性能数据。

为真实反映扩压器内部性能特征，扩压器水流模拟试验技术需满足两点要求，一方面需保证试验件的结构与原型方案具有几何相似特征，另一方面需保证扩压器水流与气流流动过程的雷诺数相等。由于水、气的动力粘性系数、密度等差异很大，保证气流与水流的雷诺数相等，在技术方面很难实现，即使在保证水流雷诺数在自模化状态，扩压器进口水流流速也处于相对较高水平，对水泵的大功率要求、试验管路和试验件的刚性以及强度要求显著增大，造成经济成本过高，试验效率明显下降。

技术实现要素：

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本实用新型提供了扩压器性能测试装置，包括前置扩压器模块、火焰筒段以及多个进光模块；

所述前置扩压器模块包括扩压器壳体以及与所述扩压器壳体连通的进气口，所述进气口设置于所述扩压器壳体前端，所述扩压器壳体外壁沿气流流动沿程方向布置多个压力测点；

所述火焰筒段包括固定于所述前置扩压器模块后端的火焰筒壳体以及连接于所述火焰筒壳体内壁的火焰筒导流罩；

所述进光模块设置于所述扩压器壳体的变径孔处，所述进光模块包括与所述变径孔的的形状相适配的透明板以及通过紧固件固定于所述扩压器壳体外壁的透明压板，所述透明压板压紧所述透明板于所述变径孔内。

优选的，所述扩压器壳体后端固定有扩压器安装边，所述火焰筒壳体前端具有火焰筒安装边，所述扩压器安装边和所述火焰筒安装边通过紧固件连接固定。

优选的，所述火焰筒壳体包括火焰筒左侧壁、火焰筒右侧壁、火焰筒上侧壁和火焰筒下侧壁。

优选的，所述扩压器壳体的后端端面具有截面呈矩形的第一凸台，所述扩压器安装边的面向所述扩压器壳体的一端端面上具有与所述第一凸台相适配的第一凹槽，所述扩压器壳体的凸起安装于所述扩压器安装边的第一凹槽内。

优选的，所述火焰筒安装边的面向所述扩压器安装边的一端端面具有截面呈矩形的第二凸台，所述扩压器安装边的面向所述火焰筒壳体的一端端面设有与所述第二凸台相适配的第二凹槽，所述火焰筒安装边的第二凸台安装于所述火焰筒壳体的第二凹槽内。

优选的，所述火焰筒壳体第二凹槽和所述火焰筒安装边的第二凸台之间设置有密封弹性垫圈。

优选的，所述扩压器壳体包括扩压器左侧壁、扩压器右侧壁、扩压器上侧壁和扩压器下侧壁。

优选的，所述扩压器上侧壁、所述扩压器下侧壁和所述扩压器右侧壁各设有一所述进光模块，所述扩压器右侧壁的进光模块与所述扩压器上侧壁的进光模块之间、所述扩压器右侧壁的进光模块与所述扩压器下侧壁的进光模块之间的夹角均为90°。

优选的，所述透明压板和所述扩压器壳体的变径孔之间设有密封垫片。

优选的，所述火焰筒导流罩的截面呈U形，所述火焰筒导流罩两侧的外壁面分别面向所述火焰筒壳体内壁的上壁面和下壁面，所述火焰筒导流罩的弧形段的外侧面向所述进气口。

本实用新型提供的扩压器性能测试装置，具有如下有益效果：

1、可以实现对扩压器突扩流场参数的实时准确测量，流动介质由现有的水介质模拟流动方案改为空气介质模拟扩压器内部流动，在试验技术方面，更能真实和准确的反映出扩压器内部流动特征；

2、该装置的结构强度远远大于有机玻璃结构，可以实现低压状态和中压状态扩压器性能试验，加工费用和试验费用相对较小，经济性大大提高。

3、保证了流动过程中气体雷诺数与扩压器内部真实流动相一致，解决了现有扩压器水流模拟与扩压器真实流动上的差异；

4、主体结构采用不锈钢制造，解决了原有扩压器水流模拟试验对试验管路和试验台的刚性和强度要求、水泵功率要求而引起的经济成本增加，可以有效的降低试验成本，提高试验效率。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本实用新型，而不能理解为对本实用新型的保护范围的限制。

图1是本实用新型提供的扩压器性能测试装置的三维结构示意图；

图2是图1中火焰筒段的三维结构示意图；

图3是图1中扩压器安装边和火焰筒安装边之间的装配剖视图；

图4是图1中进光模块的侧视剖视图。

附图标记：

11 进气口

12 扩压器安装边

13 扩压器左侧壁

14 扩压器右侧壁

15 扩压器上侧壁

16 压力测点

20 火焰筒壳体

21 火焰筒导流罩

22 火焰筒安装边

23 火焰筒左侧壁

24 火焰筒右侧壁

25 火焰筒上侧壁

26 火焰筒下侧壁

30 进光模块

31 透明板

32 透明压板

33 密封垫片

40 密封弹性垫圈

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

需要说明的是：在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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实用新型保护范围的限制。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。

如图1所示，本实用新型提供了扩压器性能测试装置，包括前置扩压器模块、火焰筒段以及多个进光模块30。

前置扩压器模块包括扩压器壳体以及与扩压器壳体连通的进气口11，进气口11设置于扩压器壳体前端，本实施例中优选的是，进气口11通过氩弧焊的方式与扩压器壳体相固定。扩压器壳体外壁沿气流流动沿程方向布置多个压力测点16，实现对扩压器压力损失特性的研究。

如图2所示，火焰筒段包括固定于前置扩压器模块后端的火焰筒壳体20以及连接于火焰筒壳体20内壁的火焰筒导流罩21。本实施例中，火焰筒导流罩21的截面呈U形，火焰筒导流罩21两侧的外壁面分别面向火焰筒壳体20内壁的上壁面和下壁面，火焰筒导流罩21的弧形段的外侧面向进气口11。

如图3所示，扩压器壳体后端固定有扩压器安装边12，火焰筒壳体20前端具有火焰筒安装边22，扩压器安装边12和火焰筒安装边22通过紧固件连接固定。火焰筒壳体20包括火焰筒左侧壁23、火焰筒右侧壁24、火焰筒上侧壁25和火焰筒下侧壁26。本实施例中优选的是，火焰筒左侧壁23、火焰筒右侧壁24、火焰筒上侧壁25和火焰筒下侧壁26均通过氩弧焊的方式与火焰筒安装边22相固定。

扩压器壳体的后端端面具有截面呈矩形的第一凸台，扩压器安装边12的面向扩压器壳体的一端端面上具有与第一凸台相适配的第一凹槽，扩压器壳体的凸起安装于扩压器安装边12的第一凹槽内，起到零件安装准确定位作用。

火焰筒安装边22的面向扩压器安装边12的一端端面具有截面呈矩形的第二凸台，扩压器安装边12的面向火焰筒壳体20的一端端面设有与第二凸台相适配的第二凹槽，火焰筒安装边22的第二凸台安装于火焰筒壳体20的第二凹槽内，起到零件安装准确定位作用。

火焰筒壳体20第二凹槽和火焰筒安装边22的第二凸台之间设置有密封弹性垫圈40，实现前置扩压器模块和火焰筒段之间密封连接。

扩压器壳体包括扩压器左侧壁13、扩压器右侧壁14、扩压器上侧壁15和扩压器下侧壁。本实施例中优选的是，扩压器左侧壁13、扩压器右侧壁14、扩压器上侧壁15和扩压器下侧壁通过角焊与扩压器安装边12相固定，保证了零件组合焊接后，扩压器性能测试结构气流内侧表面的平整光滑，同时外侧面角焊连接结构紧固了零件之间相互位置关系和密封特性。本实施例中优选的是，扩压器壳体上的压力测点16位于扩压器上侧壁15和扩压器下侧壁上。

如图4所示，进光模块30设置于扩压器壳体的变径孔处，进光模块30包括与变径孔的的形状相适配的透明板31以及通过紧固件固定于扩压器壳体外壁的透明压板32，透明压板32压紧透明板31于变径孔内。本实施例中优选的是，透明板31和透明压板32均为玻璃材质的板材。

扩压器上侧壁15、扩压器下侧壁和扩压器右侧壁14各设有一进光模块30，扩压器右侧壁14的进光模块30与扩压器上侧壁15的进光模块30之间、扩压器右侧壁14的进光模块30与扩压器下侧壁的进光模块30之间的夹角均为90°，便于PIV测试设备对扩压器内部流场的测量。

透明压板32和扩压器壳体的变径孔之间设有密封垫片33，保证了扩压器性能测试结构的密封性。

该装置的主体结构(前置扩压器模块和火焰筒段)采用不锈钢制造，解决了原有扩压器水流模拟试验对试验管路和试验台的刚性和强度要求。

本实用新型的工作原理如下：

空气及示踪粒子在特定的气流参数下，从进气口11进入，PIV设备在扩压器上侧壁15的进光模块30和扩压器下侧壁的进光模块30中打入一束片光源进入扩压器内部，在扩压器右侧壁14的进光模块30中测量示踪粒子在扩压器内部流动特征，实现对扩压器流动性能的测量，通过在扩压器上侧壁15和扩压器下侧壁布置的多个压力测点16，实现对扩压器内部气流沿程压力损失的测量。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。