[發明專利]燃氣噴射速率的測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202010384672.2
• 申請日: 2020-05-08
• 公開（公告）號: CN111577501B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 趙舟;高廣新;宋國民;袁銀男;靳玉剛;丁成
• 申請（專利權）人: 一汽解放汽車有限公司;蘇州大學
• 主分類號: F02M65/00
• 分類號: F02M65/00;F02M21/02
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 范坤坤

1.一種燃氣噴射速率的測量裝置，其特征在于，包括：噴射器、墊片、測試管道、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、隔熱材料、測量單元及控制驅動單元；

所述噴射器用于將燃氣噴射至所述測試管道中；所述墊片介于所述噴射器和所述測試管道之間，外部施加壓力將所述噴射器、所述墊片及所述測試管道擠壓至一起；

所述測試管道包括擾動區前、第一擾動區、第二擾動區和擾動區后；所述第一壓力傳感器和所述第二壓力傳感器設置于所述測試管道的擾動區后；所述第一壓力傳感器用于測量所述測試管道內燃氣的靜態壓強，所述第二壓力傳感器用于測量所述測試管道內燃氣的動態壓強；

所述隔熱材料包裹于所述測試管道外部；所述測量單元通過導線與所述測試管道相連，用于測量所述測試管道的電阻；所述控制驅動單元用于控制所述噴射器的噴射周期及噴射脈寬；

所述第三壓力傳感器設置于所述測試管道的第一擾動區中，用于測量所述第一擾動區中燃氣的動態壓強；

所述噴射器為臺階狀噴射器或者軸針式噴射器；頭部形狀為帶噴孔的球頭；

所述第一壓力傳感器為壓阻式傳感器；所述第二壓力傳感器為壓電式傳感器。

2.采用如權利要求1所述的一種燃氣噴射速率的測量裝置的測量方法，其特征在于，包括：

獲取測試管道內燃氣的靜態壓強、靜態密度及擾動區后處的第一動態壓強；

根據所述靜態壓強、所述靜態密度及所述第一動態壓強計算燃氣的流速；

獲取所述測試管道內燃氣的動態密度；

根據所述流速、動態密度及所述測試管道的截面積計算燃氣的噴射速率；

獲取所述測試管道內燃氣的動態密度，包括：

根據所述流速及所述第一動態壓強按照如下公式計算第一動態密度：，其中，ρ₁(t)為第一動態密度，P(t)為第一動態壓強，κ為等熵指數，R為摩爾氣體常數，T₀為燃氣的靜態溫度，u(t)為燃氣的流速；

獲取測試管道中第一擾動區處的第二動態壓強；

根據所述靜態壓強及所述第二動態壓強按照如下公式計算第二動態密度：，ρ₂(t)為第二動態密度，κ為等熵指數，R為摩爾氣體常數，T₀為燃氣的靜態溫度，dp_n-dp_n-1為單位采用時間內第二動態壓強差；

計算所述第一動態密度和所述第二動態密度的平均值，獲得最終的動態密度；

在根據所述流速、動態密度及所述測試管道的截面積計算燃氣的噴射速率之后，還包括：

獲取燃氣噴射的時間段；所述時間段包括初始時刻和結束時刻；

根據所述時間段和所述噴射速率計算燃氣在所述時間段內的噴射量。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，獲取測試管道內燃氣的靜態密度，包括：

確定測試管道內燃氣的平均溫度；

對所述平均溫度及所述靜態壓強進行熱力學參數插值獲得靜態密度。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，根據所述靜態壓強、所述靜態密度及所述第一動態壓強按照如下公式計算燃氣的流速：

，其中，u(t)為燃氣的流速，κ為等熵指數，P(t)為第一動態壓強，ρ₀為靜態密度，P₀為靜態壓強。