【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压气机试验，特别地，涉及一种压气机试验台排气段的排气能力快速评估方法及系统、电子设备、计算机可读取的存储介质。
技术介绍
1、目前，在航空发动机压气机试验件的性能录取试验中，试验件后端通常连接有车台排气系统，试验件出口空气通过车台排气系统向外界排放。具体的，航空发动机压气机试验车台通常包括进气段、压气机试验件、排气段、排气蜗壳和排气管路，如图1所示，空气从进气段流入，依次流过试验件、排气段和排气蜗壳，最后从排气管路流出，其中，排气段、排气蜗壳和排气管路组成车台排气系统。对于带有抽气功能的试验车台，其排气系统的最大排气流量通常取决于排气段的几何尺寸，如图2所示，排气段通常由轮毂、机匣和支板组成，压气机试验件的主要性能参数之一为流量，即每秒钟流过的空气质量，如果试验件的流量超过车台排气系统的最大排气流量，则车台排气系统不能够顺利排出空气，从而导致在试验过程中无法完整地录取压气机试验件的流量-增压比曲线和流量-效率曲线。
2、以前，排气系统无法顺利排气的问题往往要等到开展压气机试验件性能试验时才能发现，严重耽误了压气机的研制进度，而随着三维数值仿真（简称cfd）技术的发展，设计人员针对试验件与排气系统进行建模并开展联合仿真计算，可以在设计阶段根据仿真计算结果判断排气系统是否能顺利排气，具体流程为：1）采用网格划分工具，分别对压气机试验件、排气段、排气蜗壳和排气管路进行流体域网格划分；2）将压气机试验件、排气段、排气蜗壳和排气管路的网格模型进行拼接，组成压气机试验件与排气系统的联合计算模型；3）在cfd前处理软
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种压气机试验台排气段的排气能力快速评估方法及系统、电子设备、计算机可读取的存储介质，其不需要建立排气系统的网格模型，也无需开展排气系统与试验件的联合仿真，可以大幅减少设计人员评估车台排气系统排气能力所需的时间，提高了研发效率，降低了试验风险，并且适用范围广。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种压气机试验台排气段的排气能力快速评估方法，包括以下内容：
3、确定压气机试验件的设计状态；
4、根据压气机试验件的设计状态对试验件开展cfd计算，得到试验件出口截面的相关参数，并计算得到试验件出口截面的换算流量；
5、获取排气段各个特征截面的几何参数，并计算得到每个特征截面的面积；
6、根据每个特征截面的面积计算得到每个特征截面的堵点流量；
7、将所有特征截面的堵点流量与试验件出口截面的换算流量进行比较，根据比较结果评估排气段的排气能力。
8、进一步地，基于下式计算得到试验件出口截面的换算流量：
9、
10、其中，表示试验件出口截面的换算流量，表示试验件出口截面的物理流量，表示试验件出口截面的平均总压，表示试验件出口截面的平均总温。
11、进一步地，排气段的特征截面包括进口截面、支板最大厚度截面和出口截面，进口截面和出口截面的面积计算公式为：，支板最大厚度截面的面积计算公式为：，其中，表示几何面积，表示排气段机匣半径，表示排气段轮毂半径， t表示支板的最大厚度， n表示支板数量。
12、进一步地，特征截面还包括支板最大厚度截面附近的多个截面。
13、进一步地，基于下式计算每个特征截面的堵点流量：
14、
15、其中，表示特征截面的堵点流量，表示特征截面的总压恢复系数，表示由气体物性决定的常数，表示特征截面的几何面积。
16、进一步地，若所有特征截面的堵点流量均大于试验件出口截面的换算流量，则判定排气段的排气能力符合要求，若存在至少一个特征截面的堵点流量小于等于试验件出口截面的换算流量，则判定排气段的排气能力不符合要求。
17、进一步地，压气机试验件的设计状态包括设计转速和堵点状态。
18、另外，本专利技术还提供一种压气机试验台排气段的排气能力快速评估系统，包括：
19、设计状态确定模块，用于确定压气机试验件的设计状态；
20、cfd计算模块，用于根据压气机试验件的设计状态对试验件开展cfd计算，得到试验件出口截面的相关参数，并计算得到试验件出口截面的换算流量；
21、截面面积计算模块，用于获取排气段各个特征截面的几何参数，并计算得到每个特征截面的面积；
22、堵点流量计算模块，用于根据每个特征截面的面积计算得到每个特征截面的堵点流量；
23、排气能力评估模块，用于将所有特征截面的堵点流量与试验件出口截面的换算流量进行比较，根据比较结果评估排气段的排气能力。
24、另外，本专利技术还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行如上所述的方法的步骤。
25、另外，本专利技术还提供一种计算机可读取的存储介质，用于存储对压气机试验台排气段进行排气能力快速评估的计算机程序，所述计算机程序在计算机上运行时执行如上所述的方法的步骤。
26、本专利技术具有以下有益效果：
27、本专利技术的压气机试验台排气段的排气能力快速评估方法，只需进行压气机试验件的cfd计算和排气段各个特征截面的堵点流量计算，即可在压气机试验件的设计阶段对车台排气系统的最大排气流量进行快速评估，确定车台排气系统能够通过压气机试验件要求的流量，避免在试验过程中发生无法完整录取压气机试验件性能曲线的问题，确保压气机试验件的性能录取试验能够顺利进行，整个过程不需要建立排气系统的网格模型，也无需开展排气系统与试验件的联合仿真，因此大幅减少了设计人员评估车台排气系统排气能力所需的时间，提高了研发效率，降低了试验风险，并且适用范围广，可以适用于所有航空发动机压气机试验件。
28、另外，本专利技术的压气机试验台排气段的排气能力快速评估系统同样具有上述优点。
29、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
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1.一种压气机试验台排气段的排气能力快速评估方法，其特征在于，包括以下内容：
2.如权利要求1所述的压气机试验台排气段的排气能力快速评估方法，其特征在于，基于下式计算得到试验件出口截面的换算流量：
3.如权利要求1所述的压气机试验台排气段的排气能力快速评估方法，其特征在于，排气段的特征截面包括进口截面、支板最大厚度截面和出口截面，进口截面和出口截面的面积计算公式为：，支板最大厚度截面的面积计算公式为：，其中，表示几何面积，表示排气段机匣半径，表示排气段轮毂半径，t表示支板的最大厚度，N表示支板数量。
4.如权利要求3所述的压气机试验台排气段的排气能力快速评估方法，其特征在于，特征截面还包括支板最大厚度截面附近的多个截面。
5.如权利要求1所述的压气机试验台排气段的排气能力快速评估方法，其特征在于，基于下式计算每个特征截面的堵点流量：
6.如权利要求1所述的压气机试验台排气段的排气能力快速评估方法，其特征在于，若所有特征截面的堵点流量均大于试验件出口截面的换算流量，则判定排气段的排气能力符合要求，若存在至少一个特征截面的堵
7.如权利要求1所述的压气机试验台排气段的排气能力快速评估方法，其特征在于，压气机试验件的设计状态包括设计转速和堵点状态。
8.一种压气机试验台排气段的排气能力快速评估系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行如权利要求1~7任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读取的存储介质，用于存储对压气机试验台排气段进行排气能力快速评估的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在计算机上运行时执行如权利要求1~7任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种压气机试验台排气段的排气能力快速评估方法，其特征在于，包括以下内容：
2.如权利要求1所述的压气机试验台排气段的排气能力快速评估方法，其特征在于，基于下式计算得到试验件出口截面的换算流量：
3.如权利要求1所述的压气机试验台排气段的排气能力快速评估方法，其特征在于，排气段的特征截面包括进口截面、支板最大厚度截面和出口截面，进口截面和出口截面的面积计算公式为：，支板最大厚度截面的面积计算公式为：，其中，表示几何面积，表示排气段机匣半径，表示排气段轮毂半径，t表示支板的最大厚度，n表示支板数量。
4.如权利要求3所述的压气机试验台排气段的排气能力快速评估方法，其特征在于，特征截面还包括支板最大厚度截面附近的多个截面。
5.如权利要求1所述的压气机试验台排气段的排气能力快速评估方法，其特征在于，基于下式计算每个特征截面的堵点流量：
6.如权利要求1所述的压气机试验台...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄丹虹，张鹏，李概奇，陈鼎欣，霍常青，贺丹，陈剑，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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