论文摘要：气流总温总压动态测试技术研究

      飞机在飞行过程中，如果突然吸入高温气体，就会在压气机的进口产生温度畸变，其直接后果就是导致压力畸变，严重时会引发压气机喘振并失速。航空发动机内气流的动态压力和速度分布已有了不少研究，而动态温度的分布，受到敏感元件发展的限制，研究工作进展缓慢。突出的一点是频响要求高，航空发动机内气流温度的脉动频率可以在几赫兹到几万赫兹之间变化，此外，温度的脉动幅值非常小。因此，这就迫切需要研制出一种可测量气流瞬态温度和压力的高频探针，并将其成功应用于工程实际。

      首先，本文在严格地分析热丝工作关系式的基础上，设计并加工了厚唇进口和双纽线进口两种不同结构形式的，用于周期性动态温度和压力测量的单热丝吸气探针，介绍了探针的工作原理，给出了其工作关系式。

      自行发展了一套探针稳态标定装置，将探针置于一个温度和压力可调的容腔内。稳态标定结果表明，探针的工作关系式能保持数据具有非常好的线性度，且得到的关系式中的系数对温度的变化规律很好，与理论分析也较为相符。对探针的测量误差分析表明，厚唇进口吸气探针的测量误差为0.35%，而双纽线进口吸气探针的测量误差为0.39%。

      在频响校验方面，首先采用方波试验校验了探针当中热丝的频响，结果表明，厚唇进口吸气探针当中热丝的频响高达60kHz，而双纽线进口吸气探针当中热丝的频响为58kHz。但是由于受到热丝外加管道的影响，会使得频响有所下降，因此自行配置了一套高频信号发生器，两种探针测得该频响校验装置所能提供的极限激励信号频率均为7.5kHz，可见本文所设计探针的频响至少高达7.5kHz。

      最后，为了对比分析两种不同结构形式的探针的测量差异，本文采用厚唇进口吸气探针和双纽线进口吸气探针对自行搭建的某单转子轴流风扇在近设计状态下转子出口的总温和总压时均分布进行了测量。为了对风扇内的流动结构有更加深入的认识，采用厚唇进口吸气探针对风扇在近最大静压升系数状态以及近失速状态下转子出口的动态流场进行了详细的测量，结果表明，误差均在探针的测量精度范围内，满足测量要求。可见，本文所设计的探针以其足够高的分辨率适用于叶轮机械中动态参数的测量。

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