题目：液冷高温压力探针技术研究

 先进航空发动机热端部件的工作温度越来越高，准确测量其流场对于整机及部件性能的评估具有重要意义。本文针对高温流场诊断技术开展新的研究，旨在准确评估和诊断高温流场的压力和速度特性。主要工作包括以下几个方面：

       首先，基于常规高频压阻式压力传感器最高可测温度为250 oC，提出了一种新型液态冷却高温压力探针。并建立了一维模型，对探针的冷却效果进行估算，分析了影响其冷却效果的关键因素，确定了探针的总体设计方案。探针头内部采用套管结构，内层放置传感器，外层通道流过冷却剂，探针头部直径4.4mm，仅为同类型探针的35%。采用风冷散热的闭式循环系统对冷却剂进行持续冷却。

       其次，采用了三维数值模拟的方法，分析高温流场得到探针表面局部高温区位于测压孔下方正对来流处，在900K，0.3马赫数的环境下，质量流量为10g/s的时候，探针表面温度最高点69oC，该温度在传感器承受范围内。对一维推导与三维计算结果进行对比，分析了探针材料对液冷探针冷却效果产生的影响；冷却进口流量的加大会增大探针的表面传热系数，会降低冷却剂进出口温差，探针表面温度及测点温度；会加大总的换热量，对冷却系统要求更高。

       最后对液冷压力探针的性能进行了实验验证。气动标定充分验证了探针有很好的对称性。压损实验确定了探针压损特性线，得到探针和水泵的共同工作点A，该点流量为6.1g/s，压损系数为0.5，压损水头为5.1m。对探针进行热标定，该液冷压力探针在850oC环境下工作时，进出口水温温差在5 oC以内，探针头温度为38.6 oC。换算到相应的热流量，液冷压力探针可以安全工作在0.3马赫数，416 oC环境中。探针流量升高12%，探针进出口温差降低30%。和传统的高温流场测量手段相比，探针尺寸小，可以长时间工作在高温环境中，测量快速变化的高温流场。