一種測(cè)量離心式通風(fēng)器性能的實(shí)驗(yàn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種測(cè)量離心式通風(fēng)器性 能的實(shí)驗(yàn)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 潤(rùn)滑油系統(tǒng)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)不可缺少的輔助系統(tǒng)，而不同功率的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)潤(rùn)滑油系 統(tǒng)的尺寸和重量要求也不同，故需對(duì)其潤(rùn)滑油系統(tǒng)各元件進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)研宄。在發(fā)動(dòng)機(jī) 工作過(guò)程中，軸承腔內(nèi)空氣與滑油摻混形成油氣混合物，如果將混合物直接排出將造成潤(rùn) 滑油的大量消耗。通風(fēng)器的作用是將混合物中的潤(rùn)滑油分離出來(lái)，以減少潤(rùn)滑油的消耗量。 因此，通風(fēng)器性能的優(yōu)劣，決定了整個(gè)滑油系統(tǒng)工作的好壞。
[0003] 沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研宄所的谷智贏等人在2013年申請(qǐng)的專利CN103411785《一種 測(cè)量離心式通風(fēng)器性能的方法》中，給出了一種測(cè)量通風(fēng)器性能的試驗(yàn)系統(tǒng)，搭建了通風(fēng)器 性能測(cè)試的試驗(yàn)平臺(tái)。試驗(yàn)時(shí)通過(guò)改變齒輪箱的轉(zhuǎn)速、通風(fēng)器入口混合物的流量和溫度，來(lái) 測(cè)量不同狀態(tài)下通風(fēng)器的分離效率和阻力特性。該裝置不足之處在于無(wú)法對(duì)滑油流量進(jìn)行 較大范圍的精確調(diào)節(jié)；不能得出進(jìn)口液體粒徑分布、油氣的混氣比與分離效率和阻力的關(guān) 系；當(dāng)調(diào)試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)或調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)參數(shù)時(shí)，混合氣體會(huì)繼續(xù)通入通風(fēng)器，這就造成后續(xù)試驗(yàn)的 不便和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確；該系統(tǒng)中馬爾文儀與脫脂棉連在同一支路，測(cè)量未分離滑油量 時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了模擬真實(shí)的離心式通風(fēng)器工作環(huán)境，全面而又準(zhǔn)確的得出離 心式通風(fēng)器的分離效率和阻力特性，對(duì)通風(fēng)器的性能做出可靠的判定而提供一種測(cè)量離心 式通風(fēng)器性能的實(shí)驗(yàn)裝置及方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種測(cè)量離心式通風(fēng)器性能的實(shí)驗(yàn)裝置：
[0006] 包括滑油支路、空氣支路、混合路和尾氣路，所述滑油支路包括依次用管道連接的 滑油箱（1)、滑油泵⑵和第一管道加熱器（3)，滑油泵⑵出口端與滑油箱⑴之間設(shè)置 有第一調(diào)節(jié)閥（13)，第一管道加熱器（3)與滑油泵（2)之間設(shè)置有液體流量計(jì)（18)和第一 壓力傳感器（20)，所述空氣支路包括依次用管道連接的壓縮機(jī)（4)、儲(chǔ)氣罐（5)、第二管道 加熱器（6)和第二調(diào)節(jié)閥（14)，且所述儲(chǔ)氣罐（5)和第二管道加熱器（6)之間的管路上設(shè) 置有氣體流量計(jì)（19)和第二壓力傳感器（21)，所述混合路包括摻混器（7)、與摻混器（7) 出口端連接的第一顆粒分析儀（8)、與第一顆粒分析儀（8)連接的通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱（9)，通風(fēng) 器實(shí)驗(yàn)箱（9)的底部通過(guò)管路設(shè)置有自動(dòng)閥（16)，且通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱（9)的一端連接有變頻 電機(jī)（27)，所述尾氣支路包括與通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱（9)另一端連接的自動(dòng)三通閥（17)和第二顆 粒分析儀（28)，且通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱（9)和自動(dòng)三通閥（17)之間的管路上設(shè)置有第四壓力傳 感器（23)，所述摻混器包括進(jìn)油端管路、進(jìn)氣端管路、出口端和出油端，所述第一管道加熱 器（3)的端部與摻混器（7)的進(jìn)油端管路連接，且在摻混器（7)內(nèi)部的進(jìn)油端管路的端部 設(shè)置有可更換的霧化噴頭（29)，所述第二調(diào)節(jié)閥（14)的端部與摻混器（7)的進(jìn)氣端管路連 接，所述摻混器（7)的出油端還通過(guò)管路依次連接有第三調(diào)節(jié)閥（15)、稱重裝置（10)、回油 箱（11)和回油泵（12)，所述回油泵（12)通過(guò)管路與滑油箱⑴連接，所述通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱上 設(shè)置有第三壓力傳感器（22)，第一管道加熱器（3)與摻混器（7)之間的管路上設(shè)置有第一 溫度傳感器（24)，第二管道加熱器（6)與摻混器（7)連接的管路上設(shè)置有第二溫度傳感器 (25)，通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱（9)上設(shè)置第三溫度傳感器（26)。
[0007] 一種測(cè)量離心式通風(fēng)器性能的方法：
[0008] 測(cè)量離心式通風(fēng)器性能包括測(cè)量分離效率y、油氣比B、阻力損失AP和通風(fēng)器實(shí) 驗(yàn)箱入口和出口的滑油的粒徑分布，
[0009] 第一步：?jiǎn)?dòng)變頻電機(jī)（27)，打開第二調(diào)節(jié)閥（14)、第三調(diào)節(jié)閥（15)和自動(dòng)閥
[16] ，調(diào)節(jié)自動(dòng)三通閥（17)至與外界環(huán)境連通的一端，壓縮機(jī)（4)工作，使裝置的管道中充 滿空氣，將裝置中的滑油清除干凈；
[0010] 第二步：調(diào)節(jié)第二調(diào)節(jié)閥（14)，啟動(dòng)滑油泵（2)并調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)閥（13)，使摻混箱 (7)中填充滑油和空氣，關(guān)閉第三調(diào)節(jié)閥（15)和自動(dòng)閥（16)并記錄此時(shí)刻h，液體流量計(jì) (18)的視數(shù)是^，氣體流量計(jì)（19)的視數(shù)是％，通過(guò)第一顆粒分析儀（8)和第二顆粒分析 儀（28)分別記錄通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱（9)的入口和出口的油氣混合物中滑油的粒徑和分布；
[0011] 第三步：打開第三調(diào)節(jié)閥（15)和自動(dòng)閥（16)并記錄此時(shí)刻t2，稱量稱重裝置（10) 內(nèi)滑油質(zhì)量叫，稱量從自動(dòng)閥（16)流出的滑油質(zhì)量m2，
[0012] 從而獲得分離效率y:
[0014] 式中，P是滑油的密度，
[0015] 油氣比B是：
[0017] 計(jì)時(shí)過(guò)程^至、中，通過(guò)第三壓力傳感器（22)和第四壓力傳感器（23)分別記錄 通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱前后的壓力值pjRP2,阻力損失AP=Pl_P2;
[0018] 第四步：打開回油泵（12)使回油箱（11)中的滑油回到滑油箱，完成通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱 性能的測(cè)試。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的測(cè)量離心式通風(fēng)器性能的實(shí)驗(yàn) 裝置能夠模擬真實(shí)的離心式通風(fēng)器工作環(huán)境，全面而又準(zhǔn)確的得出通風(fēng)器的分離效率和阻 力特性，對(duì)通風(fēng)器的性能做出可靠的判定，通過(guò)設(shè)置的調(diào)節(jié)閥，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)滑油流量進(jìn)行精 確的調(diào)節(jié)，本發(fā)明還設(shè)置有可更換的霧化噴頭，而更換不同的霧化噴頭結(jié)合所設(shè)置的顆粒 分析儀還可以得出通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱入口和出口的滑油粒徑分布規(guī)律，進(jìn)而得出滑油粒徑分布 對(duì)分離效率和阻力特性的影響；本發(fā)明的測(cè)量離心式通風(fēng)器性能的方法在利用本發(fā)明所提 供的實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上，能簡(jiǎn)單便捷的測(cè)出離心式通風(fēng)器的性能參數(shù)，包括分離效率y、油 氣比B、阻力損失Ap以及通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱入口和出口的滑油的粒徑分布，根據(jù)所得到的參數(shù) 對(duì)離心式通風(fēng)器的性能做出可靠的判定。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0022] 結(jié)合圖1，本發(fā)明的一種測(cè)量離心式通風(fēng)器性能的實(shí)驗(yàn)裝置：包括滑油支路、空氣 支路、混合路和尾氣路，所述滑油支路包括依次用管道連接的滑油箱1、滑油泵2和第一管 道加熱器3,滑油泵2出口端與滑油箱1之間設(shè)置有第一調(diào)節(jié)閥13,第一管道加熱器3與滑 油泵2之間設(shè)置有液體流量計(jì)18和第一壓力傳感器20,所述空氣支路包括依次用管道連接 的壓縮機(jī)4、儲(chǔ)氣罐5、第二管道加熱器6和第二調(diào)節(jié)閥14,且所述儲(chǔ)氣罐5和第二管道加熱 器6之間的管路上設(shè)置有氣體流量計(jì)19和第二壓力傳感器21，所述混合路包括摻混器7、 與摻混器7出口端連接的第一顆粒分析儀8、與第一顆粒分析儀8連接的通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱9， 通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱9的底部通過(guò)管路設(shè)置有自動(dòng)閥16,且通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱9的一端連接有變頻電 機(jī)27,所述尾氣支路包括與通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱9另一端連接的自動(dòng)三通閥17和第二顆粒分析儀 28,且通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱9和自動(dòng)三通閥17之間的管路上設(shè)置有第四壓力傳感器23,所述摻混 器包括進(jìn)油端管路、進(jìn)氣端管路、出口端和出油端，所述第一管道加熱器3的端部與摻混器 7的進(jìn)油端管路連接，且在摻混器7內(nèi)部的進(jìn)油端管路的端部設(shè)置有可更換的霧化噴頭29， 所述第二調(diào)節(jié)閥14的端部與摻混器7的進(jìn)氣端管路連接，所述摻混器7的出油端還通過(guò)管 路依次連接有第三調(diào)節(jié)閥15、稱重裝置10、回油箱11和回油泵12,所述回油泵12通過(guò)管路 與滑油箱1連接，所述通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱上設(shè)置有第三壓力傳感器22,第一管道加熱器3與摻混 器7之間的管路上設(shè)置有第一溫度傳感器24,第二管道加熱器6與摻混器7連接的管路上 設(shè)置有第二溫度傳感器25,通風(fēng)器實(shí)驗(yàn)箱9上設(shè)置第三溫度傳感器26。
[0023] 一種測(cè)量離心式通風(fēng)器性能的實(shí)驗(yàn)裝置中包含空氣支路、滑油支路、混合路和尾 氣路。其中滑油箱1、滑油泵2和球閥13組成的滑油支路可以實(shí)現(xiàn)對(duì)滑油的流量進(jìn)行較大 范圍的精確調(diào)節(jié)?？諝庵吠ㄟ^(guò)空氣壓縮機(jī)4、儲(chǔ)氣罐5、管道加熱器6和閥門14連接，其 中管道加熱器8可以保證實(shí)驗(yàn)工況所需的溫度要求，閥門可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣流量的調(diào)節(jié)。摻 混箱7、顆粒分析儀8