五孔探针技术在压缩机测试中的应用通用插座

五孔探针技术在压缩机测试中的应用

五孔探针技术在压缩机测试中的应用 2012年10月22日 随着科技的进步、行业的发展，风机的应用领域不断扩大和更新，这就要求对风机的开发要跟上市场步伐。而在风机行业中，仅限于传统的对压缩机外特性进行试验研究，已经不能满足研发要求，因此压缩机内流场的测试被提到议事日程上来。1 课题理由 长久以来，西安陕鼓动力股份有限公司在压缩机试验研究中，采用的是最原始的U型管、微压计等测试手段。由于工具的落后，不仅影响着工作效率，更主要的是不能够进行深入的内部流场的研究。为了提高开发新产品的效率和可靠件，开发一套适用于压缩机内流场的测量系统的工作迫在眉睫。2研究方向及目标 测量气体内流场的常见方法宵：激光多普勒频移法、热线风速计法和五孔探针法等。激光法和热线法由于价格昂贵、容易损坏、使用不便及测量条件要求高等因素而难以在工程中应用。根据国内外文献报道，五孔速度探针法广泛应用于工程研究中。 传统的五孔探针法是在每一工况点用水排测量出压力值，需要人工读数、查图、校止等多项繁杂的数据处理过程。而基本级内流场的测定，通常需要数百个点，测量时间长，效率低，测量精度难以保证。为了解决这些问题，课题组用五孔速度探针、差压传感器、工控机、快速采样接口及配套软件包构成的压缩机基本级内流场专用测试系统，真正使内流场测试成为快速、有效、高精度的研发手段。3 技术方案 压缩机基本级内流场专用测量系统原理框图如图l。

五孔探针探测的压力模拟信号送入压差传感器转变为直流电信号。经转换电路调整后，输入A D—D A接口进行模一数转换，输出数字电信号传入工控机处理，最后通过专用程序计算，打印输出测试结果。3．1五孔探针结构 针对近期具体离心压缩机基本级特点，定做了3根五孔探针，压孔孔径为O．2 mm，管外径为6mm(2根、)、8mm(1根、)。为了同时测量温度场，又在每个五孔探针的头部加装了一个铠装热电偶。五孔探针结构示意图见图2。

3．2原理及校准方法 五孔探针在两个垂直的平面内有五个测压孔，两个平面的偏转而和俯仰面的交线通过中心孔，根据其测量孔所指示的压力值计算出被测位置的气流速度大小及方向。 针对气流测量时的不同方法，校正也可分为对向和非对向两种方法。鉴于压缩机基本级试验的过程和实际结构条件，校正采用了非对向校正方法。即沿轴线转动五孔探针，使对孔连接的压差传感器平时，根据预先标定得到的五孔探针校正特性曲线和孔l、2、3、4各感受的压力值，可计算得到气流偏转角度和校正系数，从而据此求得气流速度。 此次五孔探针的校正是在某标准风洞上进行的。通过个方位校准，得到校准速度系数λ、校准侧滑角α(俯仰角β）等特性参数。 校准时，在某一Ma数下，固定一个仰角α，改变一组侧滑角β，记录5个感应孔的压力值，联机处理出对应的校准压力系数，并给出电子可查格式。典型校止曲线见图3。在使用时可以直接应用校止的结果进行计算。

3．3 测量方法 由于具体压缩机基本级的结构限制，测量空间十分有限，且试验过程中，采点数量大，这就要求测试手段易于操作。在全方位非对向校正方法的基础上，测量时采用的是五孔探针非对向测量法。其特点是操作简单，无需调整各取压孔甲衡，只要满足初始安装条件，试验时就可直接采集五孔压力值。然后根据校准数据，求取偏转角、俯仰角和速度、总压、静压。这样，极大地提高了试验效率，降低了能耗，节约了成本。4 系统特点 该测量系统的主要特点有以下诸方面： 1、)结合了现代化技术，采用优化的设计电路、高精度差压传感器并采取温度补偿措施，使压力测量系统稳定、精度高； 2、)直接在普通计算机中加装插板，充分利用现有资源。实时显示大量的测量信息和操作提示，使观察和操作更加简便；增强数据处理能力，大大提高工作效率； 3、)可同时进行多蹄压力测量数据采集； 4、)采用数据文件形式存储测量数据及计算结果，可以随时以数据表方式显示和打印各个测量断面的三维速度和压力分布情况； 5、)配备专用压力及流量测量程序，可以测量基本级性能。同时还可测量多点压力或流速，兼具多种功能。5 结语 在离心压缩机基本级调节试验研究中应用该系统，极大地提高工作效率，降低试验成本，使研究于段真正上升了一个台阶，保证了试验精度和水下。 在三维流场用个方位校准五孔探针测量，配备专用测量系统，完个可以满足工程上定量测量三维流场的要求，具有较高的工程实用价值。该五孔速度探针专用压缩机内流场测试系统运用到基本级试验中，具有操作简便、快速、高精度等优点，它的测量结果可随时用计算机以数表的方式提供给研究者，给测量与研究工作带来极大便利。该测量系统通过不断改进、完善，将可以应用到其它许多相关领域的气流测量中。

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