




叶尖间隙测量系统(BCMS)采用电容传感器,用于高速旋转叶片叶尖间隙参数的在线检测,也可用于其他高速位移或间隙在线测量。系统基于电容调幅解调原理,传感器安装于静止机匣上,感受叶片扫过时的电容变化并转换为电压输出,经采集模块及软件处理后还原实时间隙信息。
在测量系统的执行机构上,在横向上采用左右螺旋直线直线运动单元,纵向上采用双直线运动单元,如此,天津间隙测量,可依据实际情况和需要,选用单个或双个CCD摄像机进行测量。

叶尖间隙对微涡轮叶栅内流影响机理与叶尖逆向涡控研究
(1)将新型非接触式压敏涂料测压技术应用在毫米尺度流场领域,自主研制该测压系统的部分子系统,包括设计基于LED阵列的激发光源系统、加装显微放大系统、喷涂及热处理设备;设计了压敏涂料测压技术的标定系统并完成典型压敏涂料的标定实验;建立了一套完整的适用于毫米尺度流场领域的压敏涂料测压系统,应用该测压系统研究了毫米尺度微涡轮叶栅低雷诺数及叶尖间隙对吸力面压力的影响。
(2)以数值模拟和实验测量相结合的方法研究了毫米尺度微涡轮叶栅低雷诺数流动特征,揭示了微叶栅通道主要二次流的形成、发展及其相互作用;毫米尺度叶栅低雷诺数时通道涡中心总压损失明显高于常规尺度叶栅,通道涡沿程在栅距方向的影响范围明显增加;在10%轴向弦长之后毫米尺度微叶栅拟S3截面平均总压损失大于常规尺度叶栅,间隙测量哪家好,且60%轴向弦长之后平均总压损失急剧上升,远超常规尺度叶栅。
(3)研究了叶尖间隙对毫米尺度微涡轮叶栅流场的影响及其影响机理,发现叶尖间隙内叶片前部气流在吸力面出口已掺混均匀,而在叶片后部速度没有完全掺混,出口为混合速度层;随着叶尖间隙增大,叶尖泄漏流量成比例增加,叶片受到的周向载荷减小,M1=0.1时,叶尖间隙每增加1%,叶尖泄漏流量平均增加17.5%,周向载荷平均降低2%。压敏涂料测压技术对不同叶尖间隙吸力面的测量结果表明5%叶尖间隙吸力面压力分布与10%、15%叶尖间隙吸力面压力分布明显不同,北京间隙测量,在吸力面后部靠近叶顶处出现高压力区域,与其他间隙时泄漏形成的低压区现象相反。

叶尖间隙过大会降低发动机的工作效率,甚至引起发动机喘振,造成发动机损伤;间隙减小虽然能减少工作介质泄露,提高工作效率,但是过小的叶尖间隙会导致叶尖与机闸相互磨损碰撞,进而影响发动机的安全性和可靠性,严重时会导致发动机损坏,造成大量的经济损失,甚至威胁到人身安全。
为了方便前期的调试工作,系统模拟部分的控制逻辑是由多个数字芯片搭建而成,当工作在高频信号时,间隙测量报价,信号波形有一定失真,这直接导致电容两端的电压输出值与理想值有一定差距。在后期的改进中,该部分控制电路与数模转换器、RAM的控制逻辑一样应被设计在CPLD中,由此能大幅提高系统的检测精度。

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