短周期涡轮试验数据不确定度分析

发布时间：2017-11-28 19:12

  本文关键词：短周期涡轮试验数据不确定度分析

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【摘要】：短周期涡轮试验台具有建设与运行成本低,调节模拟工况方便等优点,越来越受到国内外研究人员的青睐。因此,准确评估涡轮气动试验结果的测量不确定度并尽量提高各参数测量精度,优化试验方案和测试测量系统设计,对于提高测试结果精度和可信度均具有十分重要的意义。本文针对短周期涡轮试验的数据不确定度问题进行了研究,并借助理论模型定量得出涡轮效率及进口折合质量流量的测量不确定度,分析了非稳态效应及测量不确定度关联项对于试验结果测量不确定度的影响。研究各试验测量参数对涡轮气动试验结果测量不确定度影响的主次顺序,寻求减小测量不确定度的测量方案。本文涉及的主要研究内容如下：1.对短周期涡轮试验数据测量不确定度进行了定量分析。分析结果表明,短周期涡轮试验台特有的非稳态效应对于效率测量不确定度的贡献不大于1.12%,试验中温度及压力的测量不确定度关联项对试验结果测量不确定度影响较大,各无量纲参数中涡轮进口马赫数对试验结果测量不确定度影响最大。2.对压力及温度传感器进行了标定及详细的测量不确定度分析。通过静态标定试验确定了压力及温度的静态误差。利用激波管对热电偶进行了动态标定,得出了热电偶的时间常数,并分析了热电偶动态特性对试验结果不确定度的影响,分析结果表明目前使用的热电偶能够满足温度测量动态响应要求。3.分析涡轮进口马赫数对试验结果测量不确定度影响较大的原因。研究结果表明,马赫数较小时,涡轮进口动压测量不准,因此造成试验结果测量不确定度偏大。计算一系列进口马赫数不同的试验结果的测量不确定度,依据HB7081-94要求,找出需要采用优化测量方案的工况的涡轮进口马赫数临界值。4.流量优化测量方案研究及该方案下的试验结果测量不确定度计算。研究了利用差压传感器测量涡轮进口动压进而计算涡轮进口折合质量流量的方法。研究结果表明,该方法的效率及折合质量流量测量不确定度相比原测量方法可分别减小58%及73%以上,且试验结果测量不确定度不随马赫数减小而增大。进一步的分析表明,对于马赫数小于0.158的工况,应采用该方案进行流量测量。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(工程热物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK471

【参考文献】

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1 曾其勇;化爆材料动态切削温度的薄膜热电偶测量原理及传感器研制[D];大连理工大学;2005年

2 唐菲;低雷诺数涡轮短周期性能试验及非稳态效应的研究[D];中国科学院研究生院（工程热物理研究所）;2008年

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本文编号：1235036