【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气动声学试验，特别涉及一种进气流量管及其设计方法与应用方法。
技术介绍
1、风扇部件是航空发动机主要的噪声源之一，对其开展气动声学性能试验研究是非常必要的。风扇试验时，通常在试验装备的空气进口处安装进气流量管来保证进气品质，同时测量进气流量。进气流量管由喇叭口段和圆管段构成。空气经喇叭口段的进气口流入喇叭口段，并经圆管段流出，其中，圆管段用于测量空气流量。如图1所示，现有技术中的喇叭口段的型线为双扭线，并按如下公式设计：
2、r2＝a2cos2α
3、式中：0.6d＜a＜0.8d(d为流量管直径)，α＝0°～45°。
4、喇叭口段与圆管段的相切位置(图1中的o点位置)到圆管段的静压测量截面(图1中的q点位置)的距离l1＝(0.2～0.25)d；静压测量截面到圆管段远离喇叭口段一端的长度l2≥1.5d。
5、根据上述设计要求，圆管段的总长度即l1+l2≥(1.7～1.75)d，此时圆管段的长度将远大于航空发动机试验件的进气道的长度，且喇叭口段的双纽线型线与进气道的型线相差较大。上述原因均会造成在航空发动机的气动声学试验研究中，远场噪声指向性与实际地面工况差异较大，降低试验精度。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中航空发动机的气动声学试验中由于进气流量管的设计不够合理导致的试验精度低的缺陷，提供一种进气流量管及其设计方法与应用方法。
2、本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题
3、一种进气流量管，用于航空发动机的气动声学试验，所述进气流量管包括相连通的喇叭口段和圆管段，所述喇叭口段包括相似段，所述相似段的型线与所述航空发动机的进气道的型线相同，所述圆管段具有静压测量截面，所述静压测量截面到所述圆管段远离所述相似段一端的距离大于等于所述圆管段的直径。
4、在本方案中，进气流量管的喇叭口段的相似段采用与航空发动机的进气道相同的型线，即两者的设计公式相同，通过缩小比例得到相似段，使得相似段与实际情况更为接近，有利于提高试验精度，避免了传统方法中喇叭口段采用双纽线型线导致与实际情况相差较大的缺陷；进气流量管的圆管段的静压测量截面到圆管段远离相似段一端的距离大于等于圆管段的直径，相比于传统方法中静压测量截面到圆管段远离相似段一端的距离大于等于1.5倍的圆管段的直径的设计要求，本专利技术的圆管段的长度可以设计得更小，使试验能够更好的模拟和测量远场声学特性，进一步提高试验精度。
5、较佳地，所述静压测量截面到所述圆管段与所述相似段相连接处的距离等于0.2倍的所述圆管段的直径，所述静压测量截面到所述圆管段远离所述相似段一端的距离等于所述圆管段的直径。
6、在本方案中，静压测量截面到圆管段与相似段相连接处的距离取了传统设计要求中的最小距离，同时静压测量截面到圆管段远离相似段一端的距离取了本设计要求的最小距离，使得圆管段的长度可以最大限度的减小，有利于减小圆管段长度对于气动声学试验的影响，提高试验精度。
7、较佳地，所述喇叭口段还包括唇口段，所述唇口段的型线为圆弧，所述唇口段向所述喇叭口段的外周侧延伸且与所述相似段的进气口相切连接。
8、在本方案中，唇口段与相似段相切连接，有利于平滑过渡，唇口段的设置有利于空气流入相似段，相比于传统的设计方法中将喇叭口段的型线设计为双纽线，唇口段的型线设计为圆弧，更为简单，且方便加工。
9、较佳地，所述唇口段的型线为1/4圆弧。
10、在本方案中，1/4圆弧的型线设计简单，方便加工。
11、较佳地，所述圆弧的半径长度为0.1倍的所述圆管段的直径。
12、在本方案中，圆弧的半径长度取为0.1倍的圆管段的直径，可以在保证进气的同时将唇口段的尺寸设计的较小，有利于提高试验精度。
13、一种进气流量管的设计方法，所述设计方法适用于上述的进气流量管，所述设计方法包括以下步骤：
14、按照所述航空发动机的进气道的型线设计所述相似段以得到所述喇叭口段；
15、按照所述静压测量截面到所述圆管段一端的距离大于等于所述圆管段的直径设计所述圆管段；
16、将所述喇叭口段与所述圆管段相连通，并使所述静压测量截面到所述圆管段远离所述相似段一端的距离大于等于所述圆管段的直径。
17、在本方案中，将流量管分节段进行加工，再将喇叭口段和圆管段进行连接，有利于提高加工效率。同时喇叭口段的相似段采用与航空发动机的进气道相同的型线，即两者的设计公式相同，通过缩小比例得到相似段，使得相似段与实际情况更为接近，有利于提高试验精度，避免了传统方法中喇叭口段采用双纽线型线导致与实际情况相差较大的缺陷；进气流量管的圆管段的静压测量截面到圆管段远离相似段一端的距离大于等于圆管段的直径，相比于传统方法中静压测量截面到圆管段远离相似段一端的距离大于等于1.5倍的圆管段的直径的设计要求，本专利技术的圆管段的长度可以设计得更小，使试验能够更好的模拟和测量远场声学特性，进一步提高试验精度。
18、较佳地，所述按照所述静压测量截面到所述圆管段一端的距离大于等于所述圆管段的直径设计所述圆管段的步骤具体包括以下步骤：
19、按照所述静压测量截面到所述圆管段一端的距离等于所述圆管段的直径且所述静压测量截面到所述圆管段另一端的距离等于0.2倍的所述圆管段的直径设计所述圆管段。
20、在本方案中，静压测量截面到圆管段一端的距离取了本设计要求的最小距离，同时静压测量截面到圆管段另一端的距离取了传统设计要求中的最小距离，使得圆管段的长度可以最大限度的减小，有利于减小圆管段长度对于气动声学试验的影响，提高试验精度。
21、较佳地，所述喇叭口段还包括唇口段，所述唇口段的型线为圆弧，所述唇口段向所述喇叭口段的外周侧延伸且与所述相似段的进气口相切连接；
22、所述按照所述航空发动机的进气道的型线设计所述相似段以得到所述喇叭口段的步骤还包括以下步骤：
23、按照圆弧型线设计所述唇口段；
24、将所述唇口段与所述相似段的进气口相切连接并使所述唇口段向所述喇叭口段的外周侧延伸。
25、在本方案中，相比于传统的设计方法中将喇叭口段的型线设计为双纽线，唇口段的型线设计为圆弧，更为简单，且方便加工，唇口段与相似段相切连接，有利于平滑过渡。
26、较佳地，所述唇口段的型线为1/4圆弧；
27、所述按照圆弧型线设计所述唇口段的步骤具体包括以下步骤：
28、按照1/4圆弧的型线设计所述唇口段。
29、在本方案中，1/4圆弧的型线设计简单，方便加工。
30、较佳地，所述圆弧的半径长度为0.1倍的所述圆管段的直径；
31、所述按照1/4圆弧的型线设计所述唇口段的步骤具体包括以下步骤：
32、按照半径长度为0.1倍的所述圆管段的直径设计所述圆弧。
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【技术保护点】
1.一种进气流量管，用于航空发动机的气动声学试验，所述进气流量管包括相连通的喇叭口段和圆管段，其特征在于，所述喇叭口段包括相似段，所述相似段的型线与所述航空发动机的进气道的型线相同，所述圆管段具有静压测量截面，所述静压测量截面到所述圆管段远离所述相似段一端的距离大于等于所述圆管段的直径。
2.如权利要求1所述的进气流量管，其特征在于，所述静压测量截面到所述圆管段与所述相似段相连接处的距离等于0.2倍的所述圆管段的直径，所述静压测量截面到所述圆管段远离所述相似段一端的距离等于所述圆管段的直径。
3.如权利要求1所述的进气流量管，其特征在于，所述喇叭口段还包括唇口段，所述唇口段的型线为圆弧，所述唇口段向所述喇叭口段的外周侧延伸且与所述相似段的进气口相切连接。
4.如权利要求3所述的进气流量管，其特征在于，所述唇口段的型线为1/4圆弧。
5.如权利要求3所述的进气流量管，其特征在于，所述圆弧的半径长度为0.1倍的所述圆管段的直径。
6.一种进气流量管的设计方法，其特征在于，所述设计方法适用于如权利要求1-5任一项所述的进气流量
7.如权利要求6所述的进气流量管的设计方法，其特征在于，所述按照所述静压测量截面到所述圆管段一端的距离大于等于所述圆管段的直径设计所述圆管段的步骤具体包括以下步骤：
8.如权利要求6所述的进气流量管的设计方法，其特征在于，所述喇叭口段还包括唇口段，所述唇口段的型线为圆弧，所述唇口段向所述喇叭口段的外周侧延伸且与所述相似段的进气口相切连接；
9.如权利要求8所述的进气流量管的设计方法，其特征在于，所述唇口段的型线为1/4圆弧；
10.如权利要求9所述的进气流量管的设计方法，其特征在于，所述圆弧的半径长度为0.1倍的所述圆管段的直径；
11.一种进气流量管的应用方法，其特征在于，所述应用方法适用于如权利要求1-5任一项所述的进气流量管，所述应用方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种进气流量管，用于航空发动机的气动声学试验，所述进气流量管包括相连通的喇叭口段和圆管段，其特征在于，所述喇叭口段包括相似段，所述相似段的型线与所述航空发动机的进气道的型线相同，所述圆管段具有静压测量截面，所述静压测量截面到所述圆管段远离所述相似段一端的距离大于等于所述圆管段的直径。
2.如权利要求1所述的进气流量管，其特征在于，所述静压测量截面到所述圆管段与所述相似段相连接处的距离等于0.2倍的所述圆管段的直径，所述静压测量截面到所述圆管段远离所述相似段一端的距离等于所述圆管段的直径。
3.如权利要求1所述的进气流量管，其特征在于，所述喇叭口段还包括唇口段，所述唇口段的型线为圆弧，所述唇口段向所述喇叭口段的外周侧延伸且与所述相似段的进气口相切连接。
4.如权利要求3所述的进气流量管，其特征在于，所述唇口段的型线为1/4圆弧。
5.如权利要求3所述的进气流量管，其特征在于，所述圆弧的半径长度为0.1倍的所述圆管段...
【专利技术属性】
技术研发人员：张驰，甘露，周驯黄，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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