本发明涉及航空发动机涡轮试验，具体涉及一种涡轮低雷诺数试验状态模化方法。
背景技术：
1、高空低雷诺数是当前航空发动机实际工作中遇到的典型问题。对于涡轮部件而言，高空低雷诺数状态下其工作性能迅速衰减，对发动机的高效工作造成了较大的影响，必须开展低雷诺数相关的研究工作。
2、涡轮是航空发动机高空工作时雷诺数最低的部件。当前航空发动机的涡轮低雷诺数性能试验大多在高空舱中随同发动机整机试验开展，难以分离出涡轮部件的低雷诺数工作特征；当前还没有形成部件环境下的低雷诺数涡轮试验状态模化方法。涡轮部件的低雷诺数试验具有高转速、小功率、小流量等特征，试验状态对试验设备的能力要求很高，且对环境参数极为敏感。在缺少模化方法指导的情况下开展低雷诺数试验只能通过试错法确定试验状态，与预定状态偏离较大，试验耗时长、模拟效果差，且明显提高了试验风险和成本。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请实施例提供一种涡轮低雷诺数试验状态模化方法，可根据发动机中涡轮部件的工作参数进行试验模化状态设计，确定涡轮低雷诺数试验的主要状态参数，便于在部件试验设备中开展涡轮的低雷诺数特征试验验证，实现在地面部件试验环境中模拟涡轮的高空工作状态。
2、本申请实施例提供以下技术方案：一种涡轮低雷诺数试验状态模化方法，包括：
3、确定发动机涡轮部件在地面工作状态的设计参数和涡轮部件试验设备的工作范围参数；
4、通过计算涡轮部件工作介质的物理特性参数，获取涡轮的雷诺数变化系数；
5、设定各雷诺数下的试验状态参数，根据各雷诺数下的试验状态参数和所述雷诺数变化系数，计算各试验状态下的雷诺数，绘制涡轮部件拟开展试验的雷诺数图谱；所述试验状态参数包括涡轮进口压力参数和进口温度参数；
6、确定涡轮流量、功率以及设备排气损失特性随雷诺数变化的修正系数，将所述修正系数引入模化公式，计算不同雷诺数试验状态下的涡轮试验参数；
7、将不同雷诺数试验状态下的所述涡轮试验参数与所述涡轮部件试验设备的工作范围参数进行比较，将超出所述工作范围参数的所述涡轮试验参数剔除；根据所述雷诺数图谱，确定最高优先级，将剔除后剩余的所述涡轮试验参数按照所述最高优先级确定试验状态；所述最高优先级为同一进口温度下的涡轮试验参数；
8、将所述试验状态中的涡轮进口压力参数按照从大到小的顺序排序，将所述进口温度参数按照从小到大的顺序排序，确定试验状态矩阵。
9、根据本申请一种实施例，所述发动机涡轮部件在地面工作状态的设计参数包括：涡轮进口燃气流量、进口温度、进口压力、涡轮效率、涡轮转速、涡轮功率、涡轮膨胀比、涡轮转子叶片的平均弦长和涡轮进出口截面的平均面积。
10、根据本申请一种实施例，所述涡轮的雷诺数变化系数的计算公式如下：
11、
12、其中，c为雷诺数变化系数，g为地面工作状态的涡轮进口燃气流量，p为地面工作状态的进口压力，t为地面工作状态的进口温度，l为涡轮转子叶片的平均弦长，a为涡轮进出口截面的平均面积，μ0为基准粘性系数，μ0＝1.711×10-5n·s/m2，t0为基准温度，t0＝273k，s为系数，s＝122k。
13、根据本申请一种实施例，所述雷诺数的计算公式如下：
14、
15、其中，rei为各试验状态下的雷诺数，c为雷诺数变化系数，pi为各试验状态下的进口压力，ti为各试验状态下的进口温度，i＝1..n，n为正整数，s为系数，s＝122k。
16、根据本申请一种实施例，绘制涡轮部件拟开展试验的雷诺数图谱，包括：
17、以所述进口温度参数为横坐标，以待模拟的雷诺数为纵坐标，按照所述涡轮进口压力参数从高至低的顺序整理雷诺数-温度坐标数据，得到所述雷诺数图谱。
18、根据本申请一种实施例，不同雷诺数试验状态下的涡轮试验参数包括：各雷诺数试验状态下的涡轮流量、各雷诺数试验状态下的气体定压比热容、各雷诺数试验状态下的涡轮功率、各雷诺数试验状态下的涡轮转速，以及各雷诺数试验状态下的进口压力对应的排气压力。
19、根据本申请一种实施例，将超出所述工作范围参数的所述涡轮试验参数剔除之后还包括：
20、按照试验设备的历史运行经验参数设定试验参数阈值，将各雷诺数试验状态下的不符合所述试验参数阈值的所述涡轮试验参数剔除。
21、根据本申请一种实施例，将剔除后剩余的所述涡轮试验参数按照所述最高优先级确定试验状态，还包括：
22、同一雷诺数具有多个进口压力参数和进口温度参数组合时，选择进口温度参数的数值最小的涡轮试验参数作为试验状态。
23、与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：
24、1)本发明实施例给出了涡轮部件试验效率、流量特性，以及试验设备的排气损失等随雷诺数降低的变化规律，使用该方法可根据某一涡轮的地面工作状态的参数直接进行低雷诺数的试验状态模化，结合试验设备本身的能力参数可直接确定出试验的温度、压力等状态参数，工作效率显著提升。
25、2)本发明实施例的应用可有效避免缺少模化方法指导情况下不合理的试验状态选择方式造成的试验难以开展或风险增加的问题。
26、3)该方法已在工程实践中经过了大量应用验证，表明具有较好的应用效果，运用该方法可显著改善低雷诺数试验过程效率，同时提高涡轮低雷诺数试验数据质量。
1.一种涡轮低雷诺数试验状态模化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的涡轮低雷诺数试验状态模化方法，其特征在于，所述发动机涡轮部件在地面工作状态的设计参数包括：涡轮进口燃气流量、进口温度、进口压力、涡轮效率、涡轮转速、涡轮功率、涡轮膨胀比、涡轮转子叶片的平均弦长和涡轮进出口截面的平均面积。
3.根据权利要求1所述的涡轮低雷诺数试验状态模化方法，其特征在于，所述涡轮的雷诺数变化系数的计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的涡轮低雷诺数试验状态模化方法，其特征在于，所述雷诺数的计算公式如下：
5.根据权利要求1所述的涡轮低雷诺数试验状态模化方法，其特征在于，绘制涡轮部件拟开展试验的雷诺数图谱，包括：
6.根据权利要求1所述的涡轮低雷诺数试验状态模化方法，其特征在于，不同雷诺数试验状态下的涡轮试验参数包括：各雷诺数试验状态下的涡轮流量、各雷诺数试验状态下的气体定压比热容、各雷诺数试验状态下的涡轮功率、各雷诺数试验状态下的涡轮转速，以及各雷诺数试验状态下的进口压力对应的排气压力。
7.根据权利要求1所述的涡轮低雷诺数试验状态模化方法，其特征在于，将超出所述工作范围参数的所述涡轮试验参数剔除之后还包括：
8.根据权利要求1所述的涡轮低雷诺数试验状态模化方法，其特征在于，将剔除后剩余的所述涡轮试验参数按照所述最高优先级确定试验状态，还包括：
