[發明專利]航空發動機燃油噴嘴結焦試驗裝置及熱流測量方法

有效

• 申請號: 201810239249.6
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108506097B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 龍琳;周偉星;昝浩
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F02C7/22
• 分類號: F02C7/22;F02C7/224;F02C7/00;F02C9/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種航空發動機燃油噴嘴結焦試驗裝置，其特征在于，它包括進氣管(1)、前支撐盤(2)、石英腔(3)、后支撐盤(4)、多個熱變形緩沖器(5)、散熱缸(6)和尾管(7)，

進氣管(1)與前支撐盤(2)的外凸端口通過法蘭盤連接，石英腔(3)夾接在前支撐盤(2)與后支撐盤(4)之間，并且前支撐盤(2)與后支撐盤(4)之間通過多個熱變形緩沖器(5)連接，散熱缸(6)的一端連接在后支撐盤(4)上，另一端與尾管(7)的首端通過法蘭盤連接；進氣管(1)、前支撐盤(2)、石英腔(3)、散熱缸(6)和尾管(7)的內部形成一連通的空腔；

前支撐盤(2)的外凸端口側壁上設置進氣壓力溫度傳感器接口(2-1)，進氣壓力溫度傳感器接口(2-1)連接進氣溫度傳感器和進氣壓力傳感器；噴嘴燃油輸送管路(2-2)由前支撐盤(2)的外凸端口側壁通入空腔，并且所述噴嘴燃油輸送管路(2-2)的末端連接噴嘴(3-1)，噴嘴(3-1)處于石英腔(3)的中段，電磁感應加熱器的加熱線圈(3-2)設置在石英腔(3)外壁表面與噴嘴(3-1)對應的位置；噴嘴(3-1)表面的溫度通過設置在石英腔(3)外面的紅外熱像儀測量；

散熱缸(6)的上方側壁上連通生成物取樣管路(6-1)與反應腔壓力傳感器通訊口(6-2)，反應腔壓力傳感器通訊口(6-2)連接反應腔壓力傳感器，散熱缸(6)上方側壁上還連接防爆閥(6-3)；散熱缸(6)的下方側壁上連通氣液分離器(6-4)和反應腔溫度傳感器通訊口(6-5)，反應腔溫度傳感器通訊口(6-5)連接反應腔溫度傳感器；

尾管(7)的末端側壁上設置精密定壓閥(7-1)和壓力表(7-2)。

2.根據權利要求1所述的航空發動機燃油噴嘴結焦試驗裝置，其特征在于，它還包括石墨密封墊(8)，用于前支撐盤(2)與石英腔(3)之間的密封。

3.根據權利要求1或2所述的航空發動機燃油噴嘴結焦試驗裝置，其特征在于，所述尾管(7)的外輪廓呈圓臺狀，并由首端至末端半徑逐漸變小。

4.根據權利要求1或2所述的航空發動機燃油噴嘴結焦試驗裝置，其特征在于，所述進氣溫度傳感器和反應腔溫度傳感器包括熱電偶。

5.根據權利要求1或2所述的航空發動機燃油噴嘴結焦試驗裝置，其特征在于，噴嘴燃油輸送管路(2-2)通過三根并聯的管路連通噴嘴(3-1)。

6.根據權利要求1或2所述的航空發動機燃油噴嘴結焦試驗裝置，其特征在于，所述多個熱變形緩沖器(5)均勻分散連接在前支撐盤(2)與后支撐盤(4)的外環邊緣之間。

7.根據權利要求6所述的航空發動機燃油噴嘴結焦試驗裝置，其特征在于，

所述熱變形緩沖器(5)包括一對連接螺桿(5-1)、四個定位螺母(5-2)、拉緊彈簧(5-3)和光管(5-4)，

拉緊彈簧(5-3)設置于光管(5-4)內腔，光管(5-4)的兩端外表面分別對應滑動連接一個連接螺桿(5-1)的首端，并且拉緊彈簧(5-3)的兩端分別固定連接一個連接螺桿(5-1)的相應位置，每個連接螺桿(5-1)的末端相應地連接在支撐盤上，并且每個連接螺桿(5-1)與支撐盤通過兩個定位螺母(5-2)固定。

8.根據權利要求1或2所述的航空發動機燃油噴嘴結焦試驗裝置，其特征在于，

所述噴嘴(3-1)與石英腔(3)的軸線重合。

9.一種航空發動機燃油噴嘴的熱流測量方法，它基于權利要求1-8中任一項所述的航空發動機燃油噴嘴結焦試驗裝置實現，其特征在于，

在不通油的情況下，使電磁感應加熱器在功率Wi下對噴嘴(3-1)加熱，同時采用紅外熱像儀測試噴嘴(3-1)表面選定點的初始穩定溫度，計算所述初始穩定溫度與環境溫度的差值Ti，由差值Ti確定Wi-Ti損失曲線；

然后，進行通油實驗，對噴嘴燃油輸送管路(2-2)通油，使電磁感應加熱器在功率Wj下對噴嘴(3-1)加熱，同時采用紅外熱像儀測試噴嘴(3-1)表面選定點的通油穩定溫度，再計算所述通油穩定溫度與環境溫度的差值Tj；

由Wi-Ti損失曲線，獲得在不通油情況下，初始穩定溫度與環境溫度的差值為Tj時的電磁感應加熱器功率Wk，則獲得通油情況下噴嘴消耗的電磁感應加熱器功率為Wj-Wk；設定對噴嘴的加熱熱流作用面積為A，則對噴嘴加熱的熱流密度為(Wj-Wk)/A；

其中i＝1，2，3，……，j＝1，2，3，……，k＝1，2，3，……。