基于热电偶反串的温升效率测量不确定度分析

高杰; 向宏辉; 吴森林; 张军; 温珍荣

doi:10.13224/j.cnki.jasp.20210276

基于热电偶反串的温升效率测量不确定度分析

doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210276

高杰^{1, 2},
向宏辉^{1, 2},
吴森林¹,
张军^{1, 2},
温珍荣¹

1.
中国航空发动机集团有限公司;四川燃气涡轮研究院叶轮机试验研究室，四川绵阳 621000
2.
四川省航空发动机及燃气轮机叶轮机械工程技术研究中心，四川绵阳 621000

基金项目:

民用飞机专项科研项目 MJ⁃2016⁃J⁃96

详细信息

作者简介:
高杰（1987-），男，高级工程师，硕士，主要从事压气机气动性能试验技术研究。

中图分类号: V231.3
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出版历程
- 收稿日期: 2021-06-02

Uncertainty analysis of compressor temperature rise efficiency measurement based on thermocouple inversed connection

GAO Jie^{1, 2},
XIANG Honghui^{1, 2},
WU Senlin¹,
ZHANG Jun^{1, 2},
WEN Zhenrong¹

1.
Laboratory of Turbomachinery Experiment，Sichuan Gas Turbine Establishment，Aero Engine Corporation of China，Mianyang Sichuan 621000，China
2.
Sichuan Province Engineering Technology Research Center of Turbomachinery of Aero⁃engine and Gas Turbine，Mianyang Sichuan 621000，China

摘要

摘要:
针对轴流压气机气动性能试验中存在的低压比温升效率评估问题，构建了常规测温方法与反串测温方法测量的温升效率不确定度数学分析模型，并采用某单级压气机真实试验数据进行了两种测温方法不确定度的对比分析。结果表明：相比常规测温方法，反串测温方法不仅消除了热电偶冷端环境温度测量引入的不确定度，还大幅降低了进口温度测量引入的不确定度，使温升效率测量不确定度减小幅度在30%以上。
- 温升效率 /
- 常规测温 /
- 反串测温 /
- 热电偶 /
- 轴流压气机
Abstract:
In view of the problem of evaluating the temperature rise efficiency under low pressure ratio in the aerodynamic performance experiments of axial flow compressor，the uncertainty mathematics analysis models of temperature rise efficiency measured by the conventional method and a method with inversed connection of thermocouple were established respectively，and the uncertainties of temperature rise efficiency measured by two methods were analyzed comparatively with real experimental data of a single stage compressor.The results showed that，compared with conventional method，the uncertainty of temperature rise efficiency with inversed connection of thermocouple was greatly reduced by more than 30%，by eliminating the uncertainty introduced by the cold end temperature measurement of thermocouple and reducing the uncertainty introduced by the inlet temperature measurement.
- temperature rise efficiency /
- conventional temperature measurement /
- temperature measurement with inversed connection of thermocouple /
- thermocouple /
- axial compressor
注释:

1) 王碧珺

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图 1 常规测温方法示意图

Figure 1. Schematic diagram of conventional temperature measuring method

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图 2 反串测温方法示意图

Figure 2. Schematic diagram of temperature measuring method with inversed connection of thermocouple

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图 4 两种测量方法获取的压气机温升效率扩展不确定度分布曲线

Figure 4. Extended uncertainty of compressor temperature rise efficiency obtained by two measurement methods

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表 1 温升效率相对标准不确定度分量

Table 1. Relative standard uncertainty component of temperature rise efficiency

转速	常规方法						反串方法
转速	相对流量	u（π）	u（t_1,_i）	u（Δt_i）	u（t_ref）	u_r（η₁）	相对流量	u（π）	u（t_1,_i）	u（Δt_i）	u（t_ref）	u_r（η₂）
50%n_d	0.369 6	0.004 7	0.024 0	0.019 1	0.002 7	0.031 1	0.371 4	0.004 7	0.002 3	0.018 0		0.018 8
60%n_d	0.425 0	0.003 2	0.016 3	0.012 4	0.001 8	0.020 8	0.450 9	0.003 4	0.002 2	0.012 8		0.013 5
70%n_d	0.505 6	0.002 4	0.012 8	0.009 3	0.001 3	0.016 0	0.491 1	0.002 4	0.002 2	0.008 8		0.009 4
75%n_d	0.564 4	0.001 9	0.010 4	0.007 3	0.001 0	0.012 9	0.565 7	0.001 9	0.002 2	0.007 3		0.007 8
80%n_d	0.599 0	0.001 4	0.007 8	0.005 0	0.000 7	0.009 4	0.638 5	0.001 4	0.002 1	0.005 4		0.006 0

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表 2 温升效率相对标准不确定度分量的权重系数

Table 2. Weight coefficient of each relative standard uncertainty component of temperature rise efficiency

方法	转速	相对流量	ζ/%
方法	转速	相对流量	u（π）	u（t_1,_i）	u（Δt_i）	u（t_ref）
常规方法	50%n_d	0.369 6	2.28	59.55	37.72	0.75
	60%n_d	0.425 0	2.37	61.41	35.54	0.75
	70%n_d	0.505 6	2.25	64.00	33.79	0.66
	75%n_d	0.564 4	2.17	65.00	32.02	0.60
	80%n_d	0.599 0	2.22	68.85	28.29	0.55
反串方法	50%n_d	0.371 4	6.25	1.50	91.67
	60%n_d	0.450 9	6.34	2.66	89.90
	70%n_d	0.491 1	6.52	5.48	87.64
	75%n_d	0.565 7	5.93	7.96	87.59
	80%n_d	0.638 5	5.44	12.25	81.00

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