高 强， 田 夫， 王晓放， 孙 涛， 徐瑞祥， 张海涛

(大连理工大学 能源与动力学院， 辽宁 大连 116024)

五孔探针形变与振动对透平机械复杂流场测量精度的影响

高 强， 田 夫， 王晓放， 孙 涛， 徐瑞祥， 张海涛

(大连理工大学 能源与动力学院， 辽宁 大连 116024)

五孔探针是测量叶轮机械流场的精确工具， 探针在流场中的弯曲变形和振动都会对测试精度产生影响. 本文利用数值模拟和实验测试的手段， 对探针在不同支撑位置和不同来流速度下的形变和振动问题进行了研究. 结果显示:支撑点的位置严重影响探针的抗弯性能， 在气流速度80 m/s、 支撑位置176 mm工况时， 五孔探针头部的最大变形量达到1 mm， 影响了测点位置和测量气流角度的准确性； 五孔探针的振动受支撑位置和气流速度的影响较小， 基本不会发生由于卡门涡街诱导的流致振动现象， 对测量精度的影响可以忽略.

五孔探针； 流场； 弯曲变形

叶轮机械内部场流十分复杂， 目前大多采用CFD方法数值模拟内流场流动结构并进行深入研究. 但是数值分析结果的准确性却需要大量的气动实验予以验证， 这对透平机械复杂流场各种测量方法、 测量仪器的测量精度提出了很高的要求.

在流体力学的工程应用和实验研究测试过程中， 通常使用各种插入式测试工具， 如热线探头、 皮托管、 流量计、 气动探针等. 其中五孔探针因其原理简单， 使用方便， 成本较低， 能够测量三维流场等因素， 应用十分广泛[1-3]. 但是在使用这些插……