基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数测量的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数的测量装置和方法，包括：供气模块、调节模块、试验模块和测量模块，其中，供气模块用于向试验模块提供负压环境；调节模块用于调节试验模块的上游滞止压力达到第一目标压力、下游静压力达到第二目标压力；试验模块用于提供具有缩比模型的试验模型；测量模块用于在试验模块的上游滞止压力达到第一目标压力、下游静压力达到第二目标压力时，测量试验模块的上游滞止温度和实际流量。本测量装置可准确测量增压舱流道流量系数，为增压舱流道流量系数测量的设计工作提供参考，同时改进了现有的计算机模拟方法。

【技术实现步骤摘要】
基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数测量的装置和方法
本专利技术属于流量系数测量领域，具体涉及一种基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数的测量装置和方法。
技术介绍
压力敏感涂料(PSP，PressureSensitivePaint)技术，是一种用于空气动力测量的无接触式压力测量技术，其工作原理是通过压力敏感涂料中的光敏分子受到激光照射后激发出可见荧光，同时空气中的氧分子对受激光敏分子产生“氧猝灭”效应，从而使可见荧光的强度或寿命随着喷涂压力敏感涂料的物体表面压力的上升而下降，并且利用光学方法捕获空气流中喷涂压力敏感涂料的物体表面的图像，利用图像和图形处理方法计算得到该物体表面的全域压力分布。增压舱是提高现代远程客机飞行性能和安全性能的重要装置之一，可以有效避免高速气流、低温等因素对飞机上人员的不良影响，提供舒适的舱内环境以满足飞机上人员的生理需要。增压过程为在常规状态下或紧急状态下向座舱(包括客舱和驾驶舱等)输送经过增压后的空气，然后经由排气活门排出机外。在飞行过程中，空气调节组件提供调节后的空气进入座舱，通过增压控制系统控制排气活门的排气量实现压力的控制，达到调控和保持座舱压力高度(座舱内部气压所对应的标准大气压力高度)的目的，获得增压的效果。目前，增压舱被广泛应用于民用飞机，民用飞机的各增压舱之间通过气流通道相互连接，一个增压舱发生泄漏时，其余舱室增压后的气体会通过增压舱流道快速流向发生泄漏的舱室，对机体结构造成极大的负荷，可能会造成严重的飞行事故。研究证明，大型飞机在飞行过程中如果出现裂痕或意外裂口，舱内气体会突然外泄，由于各舱间压力与大气压力不均衡，在各隔舱壁上会产生一个附加的泄压载荷。这个载荷可能造成结构局部失效，进而危及机体的承载能力；也可能因机体变形而造成飞机操纵失灵，最终导致灾难性事故发生。现阶段计算飞机增压舱流道两端的泄压载荷采用的流量系数计算方法有两种，一种是通过测量增压舱流道上游滞止压力和下游静压力来测量流量系数；另一种是利用流体动力学方法，通过计算机对增压舱流道的三维模型进行离散化和求解，获得实际流量和增压舱内的压力分布，并由此计算流量系数。现阶段通过测量飞机增压舱流道的上游滞止压力、下游静压力和上游滞止温度来测量飞机增压舱流道的流量系数，而飞机增压舱流道的上游滞止压力、下游静压力和上游滞止温度的测量难度较大，需要对其测量数据进行近似取值，导致引入额外的测量误差。且由于实际环境限制，用于测量和验证的数据有限，难以为优化改进工作提供足够参考。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数的测量装置和方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数的测量装置，包括：供气模块、调节模块、试验模块和测量模块，其中，所述供气模块，用于向所述试验模块提供负压环境；所述调节模块，用于调节所述试验模块的上游滞止压力达到第一目标压力、下游静压力达到第二目标压力；所述试验模块，用于为流量系数的测量提供具有缩比模型的试验模型；所述测量模块，用于在所述试验模块的所述上游滞止压力达到第一目标压力、所述下游静压力达到第二目标压力时，测量所述试验模块的上游滞止温度和实际流量。在本专利技术的一个实施例中，所述供气模块包括真空泵和喇叭口，其中，所述真空泵设置于所述测量装置的排气端，所述喇叭口设置于所述测量装置的进气端。在本专利技术的一个实施例中，所述调节模块包括第一阀门、第二阀门和第三阀门，其中，所述第一阀门的排气端和所述第二阀门的排气端均与所述真空泵的进气端连接，所述第一阀门的进气端空置，所述第二阀门的进气端通过所述试验模块与所述第三阀门的排气端连接，所述第三阀门的进气端与所述喇叭口连接。在本专利技术的一个实施例中，所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门均为升降式闸阀。在本专利技术的一个实施例中，所述试验模块包括上游舱室、流道和下游舱室，其中，所述上游舱室的进气端与所述第三阀门的排气端连接，所述上游舱室的排气端通过所述流道与所述下游舱室的进气端连接，所述下游舱室的排气端与所述第二阀门的进气端连接。在本专利技术的一个实施例中，所述试验模块还包括第一观察窗和第二观察窗，其中，所述第一观察窗设置于所述上游舱室上，所述第二观察窗设置于所述下游舱室上。在本专利技术的一个实施例中，所述试验模块还包括缩比模型，其中，所述缩比模型设置于所述流道内。在本专利技术的一个实施例中，所述测量模块包括温度传感器、流量计、激发光源、相机和压力敏感漆，其中，所述温度传感器设置于所述上游舱室的外壁上，所述流量计设置于所述第二阀门的进气端与所述下游舱室的排气端之间、或者设置于所述第三阀门的排气端与所述上游舱室的进气端之间，所述激发光源设置于可照射所述第一观察窗和所述第二观察窗的位置，所述相机设置于可拍摄所述第一观察窗和所述第二观察窗的位置，所述压力敏感漆分别覆于所述流道的内壁和所述下游舱室的内壁上。一种基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数的测量方法，包括：通过供气模块向试验模块提供负压环境；通过调节模块调节所述试验模块的上游滞止压力达到第一目标压力、下游静压力达到第二目标压力；当所述试验模块的所述上游滞止压力达到第一目标压力、所述下游静压力达到第二目标压力时，通过测量模块测量所述试验模块的上游滞止温度和实际流量m1；根据所述上游滞止压力、所述下游静压力和所述上游滞止温度得到理想流量m2；根据所述实际流量m1和所述理想流量m2得到流量系数Cd。本专利技术的有益效果：本专利技术公开了一种基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数的测量装置和方法，本测量装置的供气模块用来为试验舱室提供负压环境，其调节模块用来调节试验模块的上游滞止压力达到第一目标压力、下游静压力达到第二目标压力，测量模块用来测量试验模块的上游滞止温度，由试验模块的上游滞止压力、下游静压力和上游滞止温度可精确计算出理想流量m2，测量模块还可用来测量试验模块的实际流量m1，通过实际流量m1和理想流量m2得到流量系数Cd，通过本计算方法可精确的计算出增压舱流道的流量系数。试验模块支持多种缩比模型，不同缩比模型可对应得到不同的典型流量系数，为测量装置结构的优化设计提供了重要的参考，并对现有的计算机模拟方法进行验证和改进。以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数测量装置的模块图；图2是本专利技术实施例提供的一种基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数测量装置的结构图；图3是本专利技术实施例提供的一种基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数测量装置的试验模块侧视图；图4是本专利技术实施例提供的一种基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数测量装置的试验模块剖面图；图5是本专利技术实施例提供的一种基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数测量方法图。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数的测量装置，其特征在于，包括：供气模块(1)、调节模块(2)、试验模块(3)和测量模块(4)，其中，/n所述供气模块(1)，用于向所述试验模块(3)提供负压环境；/n所述调节模块(2)，用于调节所述试验模块(3)的上游滞止压力达到第一目标压力、下游静压力达到第二目标压力；/n所述试验模块(3)，用于为流量系数的测量提供具有缩比模型的试验模型；/n所述测量模块(4)，用于在所述试验模块(3)的所述上游滞止压力达到第一目标压力、所述下游静压力达到第二目标压力时，测量所述试验模块(3)的上游滞止温度及实际流量。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数的测量装置，其特征在于，包括：供气模块(1)、调节模块(2)、试验模块(3)和测量模块(4)，其中，
所述供气模块(1)，用于向所述试验模块(3)提供负压环境；
所述调节模块(2)，用于调节所述试验模块(3)的上游滞止压力达到第一目标压力、下游静压力达到第二目标压力；
所述试验模块(3)，用于为流量系数的测量提供具有缩比模型的试验模型；
所述测量模块(4)，用于在所述试验模块(3)的所述上游滞止压力达到第一目标压力、所述下游静压力达到第二目标压力时，测量所述试验模块(3)的上游滞止温度及实际流量。


2.根据权利要求1所述的基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数的测量装置，其特征在于，所述供气模块(1)包括真空泵(11)和喇叭口(12)，其中，
所述真空泵(11)设置于所述测量装置的排气端，所述喇叭口(12)设置于所述测量装置的进气端。


3.根据权利要求2所述的基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数的测量装置，其特征在于，所述调节模块(2)包括第一阀门(21)、第二阀门(22)和第三阀门(23)，其中，
所述第一阀门(21)的排气端和所述第二阀门(22)的排气端均与所述真空泵(11)的进气端连接，所述第一阀门(21)的进气端空置，所述第二阀门(22)的进气端通过所述试验模块(3)与所述第三阀门(23)的排气端连接，所述第三阀门(23)的进气端与所述喇叭口(12)连接。


4.根据权利要求3所述的基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数的测量装置，其特征在于，所述第一阀门(21)、所述第二阀门(22)和所述第三阀门(23)均为升降式闸阀。


5.根据权利要求3所述的基于压力敏感漆的增压舱流道流量系数的测量装置，其特征在于，所述试验模块(3)包括上游舱室(31)、流道(32)和下游舱室(33)，其中，
所述上游舱室(31)的进气端与所述第三阀门(23)的排气端连接，所述上游舱室(31)的排气端通过所述流道(32)与所述下游舱室(33)的进气端连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷蒋，姚家旭，杨玺，武俊梅，张科，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61