研究目的
使用压力敏感涂料(PSP)技术测量径流式压缩机旋转叶片上的压力,以全面了解流场并用于CFD验证。
研究成果
研究表明,PC - PSP可用于测量高速旋转压缩机叶片上的压力。发现压力分布与压缩机上的压力增加情况相符,时间分辨测量检测到了喘振频率。该方法为理解流场和验证计算流体动力学(CFD)模型提供了有价值的数据。
研究不足
主要误差来源包括难以精确测定叶片温度及激光光斑宽度(这会影响空间分辨率)。虽然温度校正流程合理,但可能无法完全反映局部温度变化。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用PSP寿命法测量旋转压气机叶片上的压力。使用带扫描镜系统的二极管激光器照射涂料,并通过光电倍增管记录荧光寿命。
2:样本选择与数据来源:
实验在入口直径51毫米的Rotrex C30-74压气机上进行。压气机叶片安装了聚合物/陶瓷压敏涂料(PC-PSP)。
3:实验设备与材料清单:
设备包括二极管激光器(Coherent OBIS 405LX)、扫描电流计反射镜(Thorlabs GVSM002/M)、光电倍增管,以及用于控制和数据采集的National Instruments CompactRIO系统。
4:实验流程与操作步骤:
激光扫描系统被编程为以401×401点阵扫描叶轮表面。针对每个点位,扫描镜将激光光斑引导至压气机叶轮对应坐标,并在叶片通过时触发系统。
5:数据分析方法:
通过分析荧光强度衰减确定叶片上的压力分布。利用红外相机测量结果校正涂料的温度敏感性。
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scanning galvanic mirrors
GVSM002/M
Thorlabs
Used to guide the laser spot to specific coordinates on the compressor impeller.
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diode laser
OBIS 405LX
Coherent
Used to illuminate the pressure sensitive paint for excitation.
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photo-multiplier tube
Used to register the luminescent lifetime of the pressure sensitive paint.
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National Instruments CompactRIO system
cRIO 9068
National Instruments
Used for control of the laser pulse and the galvanic mirrors, as well as acquisition of the photo-multiplier tube and the blade passage sensor.
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