● 摘要
本文提出了一种用于发动机内部高温气体温度测量的新型方法,并对该新型温度测量方法进行了验证试验。该方法基于流过音速喷嘴的一维可压流理论,由通过探针的质量流量、总温、总压、气体特性之间存在一个固定的关系,将高温的测量转化为压力和低温的测量。和传统的热电偶测温方法相比,该新型测温方法探针头部没有传感器,不需要接线,测温上限更高,既可测量总温,也可测量总压,还可以分析气体成分,可以显著的降低热传导误差和热辐射误差,成本更低。在301K到923K范围内对探针进行了标定,通过不确定度分析发现,该新型温度探针测温达到923K时,不确定度为±6.5K,即精度可达0.7%。通过提高各测量仪器的精度等措施,总精度可以达到0.4%以下,也就是在923K时不确定度在±3.7K以下。在热风洞出口的测量实验中,Ma=0.13时,探针在±15°的偏转角内压力测量和温度测量都有较高的精度。在燃烧试验台出口温度测量实验中,探针所测温度曲线和热电偶所测温度曲线相似,但比热电偶测温值平均高出约7K。探针测温的主要影响包括气体绝热指数k值的影响、探针头部材料的影响、流量计精度的影响、总压测量的影响、被测流场变化的影响等五个方面,本文就这五个方面提出了相应的改进措施。
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