渦輪葉片熱分布測(cè)量方法研究.pdf

1、燃?xì)廨啓C(jī)是目前熱動(dòng)力裝置中最為先進(jìn)的類(lèi)型,廣泛應(yīng)用于航天、航空、艦船、電力等各個(gè)領(lǐng)域。渦輪葉片是燃?xì)廨啓C(jī)中工作負(fù)荷最高的零部件之一,也是故障發(fā)生率最高的部件之一,其相關(guān)技術(shù)的研究在燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的研究工作中既是重點(diǎn),也是難點(diǎn)。溫度是確定物質(zhì)狀態(tài)的重要參數(shù),也是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝參數(shù),對(duì)于渦輪葉片來(lái)說(shuō),溫度直接反映了葉片的工作狀態(tài)。通過(guò)對(duì)葉片表面溫度分布的研究,可以分析葉片的加工工藝、使用壽命、冷卻性能等。燃?xì)廨啓C(jī)工作時(shí),渦輪葉片高速旋轉(zhuǎn)

2、,其表面溫度分布受熱應(yīng)力,氣體力等影響較大,在動(dòng)態(tài)測(cè)量中基本無(wú)法確定這些因素對(duì)溫度測(cè)量結(jié)果造成的誤差大小。
　　本課題通過(guò)閱讀大量有關(guān)燃?xì)廨啓C(jī)傳熱和冷卻技術(shù)的文獻(xiàn)資料,在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下搭建一個(gè)渦輪葉片測(cè)溫平臺(tái),通過(guò)改變?nèi)~片熱場(chǎng)環(huán)境的部分參數(shù)來(lái)驗(yàn)證不同因素對(duì)測(cè)溫結(jié)果的影響。該測(cè)溫平臺(tái)使用電熱爐產(chǎn)生渦輪葉片的加熱環(huán)境,利用光學(xué)掃描和輻射測(cè)溫的方法來(lái)測(cè)量葉片表面的溫度分布。通過(guò)對(duì)幾種常見(jiàn)掃描方式的研究,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件,采用45°旋轉(zhuǎn)反

3、射鏡掃描的方法完成對(duì)葉片表面溫度數(shù)據(jù)的采集。基于本實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分析了葉片內(nèi)部氣道結(jié)構(gòu)對(duì)表面溫度分布的影響、建立了葉片表面溫度分布的數(shù)學(xué)模型、驗(yàn)證了測(cè)量角度和葉片表面反射率對(duì)測(cè)溫結(jié)果的影響等。
　　通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,證明該系統(tǒng)可以有效地測(cè)量渦輪葉片表面的溫度分布,將葉片溫度分布與內(nèi)部氣道結(jié)構(gòu)建立了相應(yīng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。同時(shí)基于對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,采用非線性最小二乘擬合的方法建立了葉背表面溫度分布的數(shù)學(xué)模型,給出了葉片氣冷后溫度與葉片溫場(chǎng)和