背景影响下涡轮叶片温度测量及修正技术研究
2021-02-25马帅坤张谈贵张学聪
测试技术学报 2021年1期
马帅坤,张谈贵,蔡 静,张学聪
(1.中国航空工业集团公司 北京长城计量测试技术研究所,北京 100095;2.甘肃省核与辐射安全中心,甘肃 兰州 730030)
0 引 言
高推重比是航空发动机的重要发展方向之一,而提高推重比的一个主要途径是提高其内部的涡轮前燃气温度.为了能够在提高涡轮前燃气温度的同时保证发动机的工作性能和可靠性,需要对涡轮叶片的温度进行监测,确保其工作在正常温度范围内[1,2].
涡轮叶片处于高温、高压、高转速的严苛工作条件下,在采用辐射法测量其温度时,温度计采集到的辐射能量不仅来自于被测涡轮工作叶片,还包含了经过被测涡轮工作叶片反射的背景辐射,特别是在背景部件温度较高时,这种背景辐射甚至会超过被测目标本身产生的辐射.在航空发动机的实际内部工作环境中,对涡轮工作叶片测温产生影响的高温背景主要有被测工作叶片周围的其他工作叶片、涡轮导向叶片、涡轮盘、机匣、燃烧室和火焰筒等[3,4].对于工作状态下的某型航空发动机,导向叶片的温度可达1 150 ℃左右,工作叶片的温度可达1 100 ℃左右,而涡轮盘和机匣的工作温度主要在650 ℃~750 ℃范围[5].因此,在测量涡轮工作叶片温度时,必须考虑背景辐射产生的影响,以求测得涡轮叶片真温.
目前,用辐射法测量物体真温的研究主要侧重于对发射率的研究,很少有考虑测温时的背景影响.本文基于Planck定律,建立了包含背景辐射影响的辐射测温方程,通过设计……
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