[發明專利]一種可變雷諾數特種工質小型閉式葉柵實驗系統

在審

• 申請號: 202210363225.8
• 申請日: 2022-04-07
• 公開（公告）號: CN114738307A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 田志濤;王鈺千;趙龍輝;范英琦;陸華偉
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00
• 代理公司: 大連至誠專利代理事務所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 陳義華;王丹

本發明公開了一種可變雷諾數特種工質小型閉式葉柵實驗系統，包括：閉式密封艙內置的風洞葉柵實驗系統和與閉式密封艙連接的充氣、排氣、工質回收系統。該小型閉式葉柵實驗系統可以實現不同氣體條件下的葉柵實驗，根據葉柵實驗需求合理地補充氣或排放氣體可以改變閉式密封艙內工質的密度從而改變葉柵實驗進口雷諾數，工質回收系統可以有效的降低特種工質實驗時工質的浪費，降低特種工質實驗的成本。可變雷諾數對于葉柵實驗中工況的改變有著重要價值，對于不同的葉輪機械使用條件，不同的雷諾數可以適用于多種環境下的葉柵工況，具有良好的適用性。

技術領域

本發明涉及葉輪機械技術領域，尤其涉及一種可變雷諾數特種工質小型閉式葉柵實驗系統。

背景技術

隨著社會的發展，環境污染問題和能源緊缺問題逐漸成為制約人類社會進步的兩個關鍵問題。閉式布雷頓循環能源利用系統具有熱源選擇的多樣性以及能源排放的可回收性等特點,為以上兩問題的解決提供了一種可行性方案。閉式布雷頓循環能源利用系統不但可以應用包括煤、石油、天然氣在內的所有化石燃料熱源，還可以采用核能、太陽能和金屬燃料等清潔能源作為熱源。并且由于其為閉式循環方式，熱源產物不直接參與循環，因此即使采用化石燃料其排放依然可以通過集中處理達到較低水平。鑒于以上優點，閉式布雷頓循環系統可以被廣泛的應用于核電站、太陽能光熱轉換電站、地熱電站和新型化石燃料電站等。

在閉式布雷頓循環系統中，二氧化碳和包括氦氣在內的稀有氣體等特種工質是較為常見的工質選項，其在耐腐蝕性和功率密度等指標上均優于空氣。工質物性的改變也為閉式布雷頓循環中的關鍵部件之一，這對壓氣機的適用性設計和實用性方面帶來了困難。從相似準則中可以得到，作為氣體物性參數之一的比熱比是一個單獨的相似準則數，其對壓氣機的性能具有很大影響，是體現不同工質物性差異的最為本質的因素，因此不能借用空氣工質葉柵實驗的研究成果，需要采用特種工質重新進行實驗研究。由于特種工質往往較貴且需要較高的基礎壓力，所以需要采用閉式葉柵風洞進行實驗，針對此問題本發明提出了一種可變雷諾數特種工質小型閉式葉柵實驗系統。

發明內容

本發明提供一種可變雷諾數特種工質小型閉式葉柵實驗系統，以克服工質物性的改變所帶來的對于機械性能指標的改變，使得壓氣機的設計和應用帶來困難的問題，同時還用于解決特種工質葉柵實驗中對于特種工質的浪費問題，為特種工質循環利用提供合理的解決方案。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種可變雷諾數特種工質小型閉式葉柵實驗系統，包括閉式密封艙外為艙內補氣、排氣的系統和閉式密封艙內葉柵實驗臺，特征在于，包括閉式密封艙，所述閉式密封艙內部設有葉柵實驗臺，包括葉柵，所述葉柵上方設有探針，下方與電動攻角調解器相連接，葉柵實驗臺安裝在固定支架上，固定支架安裝有風洞主體，所述風洞主體與葉柵和風機相連接，所述閉式密封艙外側設有連接孔，通過管道與真空泵、螺桿壓縮機、補氣瓶、空壓機、工質回收罐分別連接，所述螺桿壓縮機與所述工質回收罐通過管道連接。

進一步的，所述風洞主體設有總壓探頭和總溫探頭。

進一步的，所述閉式密封艙頂部設有安全閥，側面設有第一連接孔、第二連接孔、第三連接孔、第四連接孔和閉式密封艙艙門。

進一步的，所述閉式密封艙艙門設有閉式密封艙觀察窗。

進一步的，所述真空泵設有第一進氣孔和第一出氣孔，所述第一進氣孔通過管道C連接至第三連接孔,管道C上安裝有第一管道閥門，所述第三連接孔與第一管道閥門之間設有溫度表，所述第一出氣孔開放在環境空氣中。

進一步的，所述螺桿壓縮機設有第二進氣孔和第二排氣孔。所述第二進氣孔通過管道A連接至所述第一連接孔，管道A上安裝有第二管道閥門，所述第一連接孔與所述第二管道閥門之間安裝有氣體組分檢測儀。