[發(fā)明專利]適用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)馊影壹叭細(xì)夥治鱿到y(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810426296.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108982744A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李樂(lè);索建秦;梁紅俠;于涵;孫付軍;黎明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N31/12
• 分類號(hào): G01N31/12;G01N1/22
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發(fā)明涉及一種適用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)馊影壹叭細(xì)夥治鱿到y(tǒng)和方法，由取樣耙、伴熱管、預(yù)處理系統(tǒng)、分析系統(tǒng)組成。取樣耙采用多孔水冷結(jié)構(gòu)，能夠有效凍結(jié)燃?xì)庵械幕瘜W(xué)反應(yīng)，并具有良好的耐高溫和耐高壓特性；本發(fā)明中設(shè)計(jì)的預(yù)處理系統(tǒng)，具有反吹回路、自動(dòng)控制回路、快速流路，并帶有兩級(jí)過(guò)濾、穩(wěn)壓、冷凝等功能，有效的保證了整個(gè)系統(tǒng)取樣及分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，并提高了燃?xì)饨M分濃度測(cè)量的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性；本發(fā)明還提供了相應(yīng)的時(shí)序控制實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)試驗(yàn)件、取樣耙、預(yù)處理系統(tǒng)、分析系統(tǒng)等各部件進(jìn)行了合理的時(shí)序控制，保證了燃?xì)獾倪B續(xù)取樣和組分濃度的準(zhǔn)確測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的一種燃?xì)膺B續(xù)取樣分析實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，涉及一種適用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)馊影壹叭細(xì)夥治鱿到y(tǒng)和方法，具體是一種適用于燃燒室高溫高壓環(huán)境下的燃?xì)膺B續(xù)取樣及預(yù)處理系統(tǒng)，并給出了相應(yīng)的時(shí)序控制實(shí)驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)被譽(yù)為“工業(yè)皇冠上的明珠”，體現(xiàn)著國(guó)家的科技發(fā)展水平和綜合國(guó)力。隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高和國(guó)家軍事實(shí)力的不斷發(fā)展，航空發(fā)動(dòng)機(jī)朝著低排放和大推重比的方向發(fā)展。

國(guó)際民航組織ICAO下屬的航空環(huán)境保護(hù)委員會(huì)CAEP對(duì)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)制定了一系列嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，從CAEP/2到CAEP/8，對(duì)碳煙、一氧化碳、未燃碳?xì)涞呐欧乓蠡緵](méi)有改變，但對(duì)NOx的排放要求越來(lái)越嚴(yán)格，2016年新出臺(tái)的CAEP/10標(biāo)準(zhǔn)對(duì)微粒物質(zhì)超細(xì)煙塵顆粒和CO2的排放量也有了新的規(guī)定。燃燒室作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的“心臟”，也是污染排放產(chǎn)生的主要源頭，為了發(fā)展環(huán)境友好型的低污染發(fā)動(dòng)機(jī)，需要對(duì)燃燒室出口的燃?xì)獬煞诌M(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。

燃燒室作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的三大核心部件之一，在燃燒室研發(fā)過(guò)程中，需要對(duì)燃燒室的出口溫度分布、燃燒效率等性能參數(shù)進(jìn)行評(píng)估。隨著燃燒室出口溫度和壓力的不斷提高，以及燃燒室內(nèi)的強(qiáng)氧化性環(huán)境，導(dǎo)致傳統(tǒng)的溫度測(cè)量方法熱電偶誤差大、使用壽命短，計(jì)算得到的出口溫度分布和燃燒效率偏差大，已不能滿足先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的性能考核要求，燃?xì)夥治龇ㄒ蚓哂袦y(cè)量精度高、使用成本低、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛關(guān)注。

取樣耙將高溫燃?xì)鈴娜紵覂?nèi)取出，經(jīng)過(guò)預(yù)處理系統(tǒng)后進(jìn)入分析儀進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，實(shí)現(xiàn)燃?xì)獾倪B續(xù)取樣及分析。在燃?xì)馊訒r(shí)，最重要的是保證燃?xì)饨M分濃度不變，因此化學(xué)反應(yīng)的凍結(jié)是取樣耙設(shè)計(jì)的核心，同時(shí)既要保證取樣耙在高溫高壓燃?xì)庵械臒岱雷o(hù)特性，又要保證燃?xì)獠粫?huì)因過(guò)冷而導(dǎo)致組分凝結(jié),并有足夠的強(qiáng)度保證取樣耙的安全工作。如何同時(shí)保證這四點(diǎn)，并通過(guò)合理設(shè)計(jì)預(yù)處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)燃?xì)獾膶?shí)時(shí)取樣和準(zhǔn)確分析成為本發(fā)明的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問(wèn)題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種適用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)馊影壹叭細(xì)夥治鱿到y(tǒng)和方法，取樣耙可實(shí)現(xiàn)高溫高壓環(huán)境下的燃?xì)馊樱涮椎念A(yù)處理系統(tǒng)保證分析系統(tǒng)在不同燃燒室工況下的穩(wěn)定工作和準(zhǔn)確測(cè)量，通過(guò)時(shí)序控制實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)取樣及分析。

技術(shù)方案

一種適用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)馊影遥涮卣髟谟诎ㄈ影抑黧w5、多個(gè)燃?xì)馊涌?、安裝法蘭7、多個(gè)出水管、多個(gè)進(jìn)水管、取樣管10、多個(gè)冷卻環(huán)腔和集水環(huán)17；取樣耙主體5的中心設(shè)有下端封閉的盲孔，上端設(shè)有與盲孔連通的取樣管10，中部設(shè)有安裝法蘭7，安裝法蘭7的下部設(shè)有與盲孔連通的多個(gè)燃?xì)馊涌?；盲孔外、取樣耙主體5的最下端設(shè)有集水環(huán)17，上端設(shè)有多個(gè)出水管和多個(gè)進(jìn)水管，每個(gè)出水管和進(jìn)水管通過(guò)通孔四周的冷卻環(huán)腔與集水環(huán)17連通；所述多個(gè)出水管與多個(gè)進(jìn)水管間隔排布。

所述燃?xì)馊影艺w采用不銹鋼或高溫合金鋼材料。

所述多個(gè)出水管和多個(gè)進(jìn)水管為兩個(gè)出水管和兩個(gè)進(jìn)水管，通過(guò)四個(gè)冷卻環(huán)腔與集水環(huán)17連通。

所述多個(gè)燃?xì)馊涌?為1-12個(gè)，沿取樣耙徑向等距分布或等環(huán)面積分布。

所述取樣孔6直徑為0.5-2.0mm。