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針對發動機葉尖間隙測量的復雜應用環境,設計了基于多光束葉尖定時原理的葉尖間隙測量方案,通過提取葉片到達按一定夾角排布的不同光束時間差計算間隙值。模型分析表明,其測量精度主要取決于定時精度,受轉子轉速、反射光強弱變化、光源不穩和漂移等環境因素影響小。采用超小型光纖準直器,在0.5~3.5mm工作距離內將光束直徑縮小至100μm以下,使系統具備了小于15μm高精度測量能力。三棱錐布局的測頭改進設計提供了在線參數校正功能,且便于現場安裝和檢測。
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本文對渦輪平面葉柵中葉尖間隙泄漏對渦輪葉柵流動的影響進行了實驗研究。在出口馬赫數分別為0.10,0.14和0.19時利用五孔探針在葉柵出口40%弦長處對總壓損失系數進行了測量,并在每個出口馬赫數下詳細考慮葉尖間隙高度帶來的影響,即1.0%H,1.5%H,2.0%H,2.5%H和3.0%H(H為葉片高度),最后對在展向上不均勻的葉尖間隙高度所帶來的影響進行了研究。實驗結果表明:在當前實驗條件下,對于給定葉尖間隙高度,總體上出口馬赫數對總壓損失系數影響不大;當馬赫數給定時,增大葉尖間隙高度,葉尖間隙泄漏流帶來的總壓損失幾乎按比例地增加;增大相鄰葉片葉尖間隙高度會增大中間葉片葉尖間隙泄漏損失;在當前實驗條件下相對葉尖間隙高度變化帶來的影響,相鄰葉片葉尖間隙高度和出口馬赫數的影響顯得不重要。
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