[發明專利]一種惰性氣體閉式循環徑流式葉輪機械性能試驗方法

有效

• 申請號: 202011476491.9
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112610520B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 秦勇;王大磊;鄭振江;張希;馬同玲;王正
• 申請（專利權）人: 北京動力機械研究所
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00;F01D21/00
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉二格

1.一種惰性氣體閉式循環徑流式葉輪機械性能試驗方法，其特征在于，所述試驗方法基于惰性氣體閉式循環徑流式葉輪機械性能試驗裝置來實施，所述試驗裝置包括惰性氣體儲氣罐、穩壓箱、離心壓氣機、退喘閥、節流閥1、旁路閥2、回熱器、加熱器、向心渦輪、節流閥2、節流閥3、旁路閥1、真空泵、電機；惰性氣體儲氣罐連接在穩壓箱和回熱器之間的連接管路上，為閉式循環回路提供氣體工質，穩壓箱一端連接離心壓氣機上游，離心壓氣機同軸連接電機，電機同軸連接向心渦輪，向心渦輪的上游連接加熱器，向心渦輪的下游連接節流閥2的一端，節流閥2另一端連接節流閥3的一端，節流閥3的另一端連接回熱器的熱端，退喘閥的一端和節流閥1的一端連接旁路閥2的一端，退喘閥的另一端和節流閥1的另一端連接回熱器的冷端，旁路閥1的一端連接加熱器，旁路閥1的另一端和旁路閥2的另一端連接在節流閥2和節流閥3之間的連接管路上，回熱器的冷端連接加熱器，熱端連接穩壓箱的另一端；所述惰性氣體儲氣罐的出氣口處設置有進氣壓力調節閥，用于調整通入閉式循環回路的氣體工質壓力；進氣壓力調節閥的后方管路上還設置有穩壓箱；所述離心壓氣機的上游和下游分別設置有溫度及壓力探針，分別測量離心壓氣機進口和出口的溫度及壓力；所述向心渦輪的上游和下游分別設置有溫度及壓力探針，分別測量向心渦輪進口和出口的溫度及壓力；

離心壓氣機試驗器替換離心壓氣機，并和穩壓箱、真空泵、退喘閥、節流閥1、旁路閥1、回熱器、加熱器、向心渦輪依次連接組成第一閉式循環回路，由惰性氣體儲氣罐為第一閉式循環回路提供氣體工質，進行離心壓氣機性能試驗；向心渦輪試驗器替換向心渦輪，并和離心壓氣機、穩壓箱、真空泵、退喘閥、節流閥1、旁路閥2、回熱器、加熱器、節流閥2、節流閥3依次連接組成第二閉式循環回路，由惰性氣體儲氣罐為第二閉式循環回路提供氣體工質，進行向心渦輪性能試驗；當進行離心壓氣機性能試驗時，協同控制節流閥1與旁路閥1，在閉式回路內惰性氣體總量不變的條件下，進行壓力與流量調節；當進行向心渦輪性能試驗時，協同控制節流閥2、節流閥3與旁路閥2，在閉式回路內惰性氣體總量不變的條件下，進行壓力與流量調節。

2.如權利要求1所述的惰性氣體閉式循環徑流式葉輪機械性能試驗方法，其特征在于，所述離心壓氣機性能試驗包括以下步驟：

S1：關閉退喘閥和旁路閥2，完全打開旁路閥1以及節流閥1、節流閥2和節流閥3；開啟真空泵，第一閉式循環回路抽真空后打開進氣壓力調節閥，注入惰性氣體，直至穩壓箱內氣體壓力達到設定壓力值，關閉進氣壓力調節閥，停止向第一閉式循環回路內注氣；

S2：開啟回熱器和加熱器，將加熱器調整至最小功率；開啟電機，拖動離心壓氣機試驗器和向心渦輪，提高電機功率和離心壓氣機試驗器轉速；

S3：提高加熱器功率，同步調整電機功率，使向心渦輪進口總溫達到設定值，且離心壓氣機試驗器轉速不超過50％設計值；

S4：調整電機功率，使離心壓氣機試驗器轉速逐步提高至最小待測量工況；根據該工況特性線右側邊界點對應的壓比，將節流閥1的前后壓差調整至選定值；調整旁路閥1，使離心壓氣機試驗器工作靠近最小工況特性線右側邊界點，即該轉速下的最大流量點；

S5：調整節流閥1，使離心壓氣機試驗器由大流量工況向小流量工況過渡；同步調整旁路閥1，使離心壓氣機試驗器進口總壓不變，且離心壓氣機試驗器工作點僅在該轉速對應的特性線上移動；當離心壓氣機試驗器工作狀態穩定以后，測量其進、出口溫度和壓力熱力學參數，使每條特性線錄取的數據點不少于6個；在試驗器接近喘點時，微調節流閥1逐漸逼近喘振點；

S6：完全打開旁路閥1；

S7：調整電機功率，將離心壓氣機試驗器調整至其他待測轉速，重復步驟S4、S5操作，依次完成全部待測轉速線的測量。