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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106940177A(43)申请公布日2017.07.11(21)申请号201710075666.7(22)申请日2017.02.13(71)申请人中国航发沈阳发动机研究所地址110015辽宁省沈阳市沈河区万莲路1号(72)发明人屈云凤张志强(74)专利代理机构北京航信高科知识产权代理事务所(普通合伙)11526代理人周良玉(51)Int.Cl.G01B21/28(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称一种涡轮导向叶片半窗口喉道面积测量方法(57)摘要本发明提供了一种涡轮导向叶片半窗口喉道面积测量方法,具体步骤如下,建立实际叶片和导向器坐标系,根据叶片形状,在理论窗口确定可表征窗口宽度的叶片外型线,计算理论宽度和缘板样本特征点,确定宽度和缘板样本型线,每个窗口具有一套缘板样本型线,用三坐标扫描各个半窗口、全窗口的实际宽度、缘板样本型线,用理论型线代替导向叶片半窗口未知的宽度特征型线,插值样本型线后,计算宽度样本型线之间的最小距离,并根据理论宽度,计算导向叶片半窗口宽度值,通过分段求取缘板高度,进而计算叶片半窗口、全窗口的喉道面积以及导向器喉道面积。CN106940177ACN106940177A权利要求书1/2页1.一种涡轮导向叶片半窗口喉道面积测量方法,其中窗口为相邻两个导向叶片(3)之间的空档,同一组导向叶片(3)形成的窗口为全窗口,每两组导向叶片(3)形成的窗口为半窗口,其特征在于,所述测量方法包括:建立实际导向叶片(3)和导向器的坐标系,其中X轴为发动机轴线,Z轴为导向叶片(3)径向方向,根据导向叶片(3)的形状,在理论导向叶片上确定可表征窗口宽度的r组导向叶片(3)的宽度型线(4),宽度型线(4)为组成同一窗口的两个导向叶片(3)在不同高度下的平行于XY平面的导向叶片(3)外型线;计算在同一高度下两个导向叶片(3)的宽度型线(4)之间的最小距离,最小距离所在线段为宽度线段(8),将宽度线段(8)按从叶尖至叶根的方向依次编号为线段1至线段r,最小距离分别记为Wj',其中j=1~r,宽度线段(8)的端点为宽度特征点(7);计算线段1和线段2的中点的连线与上缘板(1)流道面的交点,该交点为上缘板特征点(5),计算线段r和线段r-1的中点的连线与下缘板(2)流道面的交点,该交点为下缘板特征点(6);在理论导向叶片窗口的叶背和叶盆侧型线分别选取宽度样本型线(9),使理论宽度特征点(7)为宽度样本型线(9)的中点,在上缘板(1)流道面、下缘板(2)流道面分别选取缘板样本型线(10),使上缘板特征点(5)为上缘板(1)的缘板样本型线(10)中点,使下缘板特征点(6)为下缘板(2)的缘板样本型线(10)中点;获取实际导向叶片(3)和导向器的各窗口宽度以及缘板样本型线(10),对样本型线进行插值处理,将缘板样本型线(10)的坐标点转化为柱坐标系并绕X轴旋转形成缘板流道面,通过计算机求出实际各窗口的宽度线段(8)的长度W1至Wr、上缘板特征点(5)与所述线段1中点之间的距离H1、相邻宽度线段(8)中点之间的距离H2至Hr、线段r中点与下缘板特征点(6)之间的距离Hr+1;根据公式Wj=Wj-Wj'/2计算导向叶片(3)的半窗口宽度,半窗口宽度为半窗口的宽度型线(4)和理论宽度型线之间的最小距离,其中j=1~r;通过下面公式计算窗口平均宽度WWj,WWj=(Wj-1+Wj)/2,(j=2~r);WW1=W1;WWr+1=Wr;通过公式求出单个半窗口或单个全窗口的喉道面积Fi,其中i为窗口序号;通过公式求出一组导向叶片(3)的喉道面积Fg,n为每组导向叶片(3)包含的导向叶片(3)个数;通过公式求出整个导向器的喉道面积F,m为导向器包含的导向叶片(3)个数。2CN106940177A权利要求书2/2页2.根据权利要求1所述的涡轮导向叶片半窗口喉道面积测量方法,其特征在于,实际导向叶片(3)和导向器的各窗口宽度以及缘板样本型线(10)通过三坐标测量仪获取。3.根据权利要求1所述的涡轮导向叶片半窗口喉道面积测量方法,其特征在于,对样本型线进行插值处理的方式可以是线性插值处理或样条插值处理或拉格朗日插值处理。3CN106940177A说明书1/4页一种涡轮导向叶片半窗口喉道面积测量方法技术领域[0001]本发明涉及涡轮导向叶片面积测量技术领域,特别涉及一种涡轮导向叶片半窗口喉道面积测量方法。背景技术[0002]涡轮导向器是用来使燃气膨胀加速和折转方向的装置,涡轮导向器喉道面积的大小直接影响涡轮级前后温度、气流流场,还会影响发动机的流量、推力、转速、耗油率等,因此其喉道面积对发动机的稳定工作和压气机同涡轮的匹配性能影响很大,是决定发动机整体性能的