连接，连接管路上依次安装有第五截止阀9、第六截止阀10，乙烯气瓶I给活塞缸内填充乙烯气体，并通过连接管路至试验模型，连接管路长度< 0.5m ;补偿气气源8为活塞缸11内补充气体，补偿气管道直径屯多LT(W1Zff2)0.25d2，其中，W1为补偿气分子量，W2为乙烯气体分子量，d2为燃料进出口直径；减压阀4控制调节充入活塞缸11内乙烯气体的压力；补偿气气源8为活塞缸提供充足稳定的补偿气体，保证活塞挤压乙烯气体的压力恒定；电磁阀13控制乙烯流出活塞缸11进入试验模型的时间；压力传感器14采集乙烯进入试验模型的喷射压力。
[0025]活塞缸11包括活塞缸底座15、补偿气整流板17、活塞18、乙烯出口整流板19、乙烯进出口 20、压力表接口 21，活塞缸11与活塞缸底座15固定连接，活塞缸底盖上开有补偿气进气口 16，活塞缸顶盖上设置有乙烯进出口 20和压力表接口 21，活塞缸内两端分别固定安装有补偿气整流板17和乙烯出口整流板19，补偿气整流板17和乙烯出口整流板19结构相同，整流板中心有中心孔，依整流板中心孔外延均布有若干个直径为3_的小孔，活塞18位于补偿气整流板17与乙烯出口整流板19之间。当乙烯和补偿气进入活塞缸11后，补偿气整流板17与乙烯出口整流板19对其进行整流，使其由整流板上的小孔均匀流入，防止由于进气不均匀而导致活塞受力不均匀发生活塞18卡死的现象。活塞18的活动范围在补偿气整流板17与乙烯出口整流板19之间，活塞缸11腔体的有效体积V = S*L，其中，S为活塞缸腔体的截面面积，L = L1-L2, L1S补偿气整流板17和乙烯出口整流板19之间的距离，L2为活塞18的高度。
[0026]试验时，首先根据试验时间和当量油气比估算出试验所需的乙烯流量，由活塞缸11的有效体积根据理想气体计算出所需补偿气的压力p3。然后，打开第一截止阀3调节减压阀4至出口压力为P4，匕小于当地乙烯液化压力，后打开第五截止阀9、第二截止阀5，乙烯从乙烯气瓶I流出，依次通过过滤器2、第一截止阀3、减压阀4、第二截止阀5、进入活塞缸11上部，活塞18下行至活塞缸体底部。活塞缸内充满乙烯后关闭第二截止阀5，静止10分钟后通过压力表测出活塞缸内部乙烯的压力为P5，后关掉第一截止阀3、第六截止阀10和乙烯气瓶开关。调节补偿气气源压力P3，打开第五截止阀9，补偿气进入活塞缸底部，活塞稳定后打开第四截止阀12，读取压力表读数P1，等待试验开始。试验开始时，打开电磁阀13，补偿气推动活塞18运动，活塞挤压上部的乙烯气体通过乙烯供给管路进入试验模型，压力传感器14测出进入试验模型的乙烯喷射压力，记录下压力传感器14测得的乙烯原始压力的时间点h到压力为原始压力0.95倍的时间点12，得出乙烯喷射的有效时间t3 =Vt1O试验结束后，关闭第五截止阀9，打开第六截止阀10、第三截止阀6放出活塞缸内的补偿气和乙烯气体。
[0027]乙烯流量的计算按下式进行:
[0028]Ma = (P1-P2) / (R*T) *V/ (t「t2)
[0029]式中，P为试验开始前活塞缸压力表的读数，R为乙烯气体常数R = 296.62，T为环境温度，V为活塞缸的有效体积，t3为乙烯流出活塞缸进入试验模型的有效时间。
【主权项】
1.一种乙烯供给装置，包括活塞缸、活塞缸底座、补偿气整流板、活塞、乙烯出口整流板、补偿气气源、第五截止阀、乙烯气瓶、过滤器、第一截止阀、减压阀、第二截止阀、第三截止阀、压力表、第四截止阀、电磁阀、压力传感器、第六截止阀，其特征在于:乙烯气瓶与活塞缸的乙烯进出口通过管路连接，连接管路上依次安装有过滤器、第一截止阀、减压阀、第二截止阀、第三截止阀、压力表；活塞缸与试验模型通过管路连接，连接管路上依次安装有第四截止阀、电磁阀、压力传感器；补偿气气源与活塞缸的补偿气进口通过管路连接，连接管路上依次安装有第五截止阀、第六截止阀，乙烯气瓶给活塞缸内填充乙烯气体，并通过连接管路至试验模型，连接管路长度< 0.5m;补偿气气源为活塞缸内补充气体，补偿气管道直径屯彡1.7 (ff /W2) 0.25d2，其中W1为补偿气分子量，W 2为乙烯气体分子量，d 2为燃料进出口直径；活塞缸与活塞缸底座固连，活塞缸底盖有补偿气进气口，活塞缸顶盖设有乙烯进出口和压力表接口，活塞缸内两端分别安装有补偿气整流板和乙烯出口整流板，补偿气整流板与乙烯出口整流板结构相同，整流板中心有中心孔，依中心孔外延均布有若干个直径为3mm的小孔，活塞位于两块整流板之间，乙烯和补偿气进入活塞缸后进行整流。
2.一种利用权利要求1所述的乙烯供给装置进行流量测量的方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤1.打开补偿气气源开关，打开第三截止阀、第五截止阀，通过补偿气使活塞运动至活塞缸的顶部，关闭第五截止阀，排空活塞缸内上部气体； 步骤2.将乙烯气瓶打开，打开第一截止阀、第六截止阀，调节减压阀压力小于乙烯液化点，打开第二截止阀对活塞缸内填充乙烯，活塞受到乙烯气体挤压，同时观察压力表，当乙烯填充完毕后关闭乙烯气瓶及第一截止阀、第六截止阀，读取压力表压力值P1; 步骤3.计算试验所需的乙烯流量和所需的补偿气气源提供的补偿气压力，打开第五截止阀、第六截止阀，调节补偿气气源压力至所需的补偿气压力，工作过程中压力不低于初始压力的95% ； 步骤4.试验开始前打开第四截止阀，试验开始时通过时序控制电磁阀开启时间^和关闭时间t2;同时采集乙烯供给管路中压力传感器的实时压力信号； 步骤5.试验结束后，关闭第五截止阀，打开第六截止阀，活塞缸内活塞在乙烯压力的推动下至活塞缸内下部，读取压力表压力值P2; 步骤6.乙稀流量的计算按下式进行:Ma = (P1-P2)/(R*T) 式中，R为乙烯的气体常数，T为环境温度，V为活塞缸的有效体积。
【专利摘要】本发明公开了一种乙烯供给装置及其流量测量方法，乙烯气瓶与活塞缸、活塞缸与试验模型、补偿气气源与活塞缸通过管路连接。乙烯气瓶给活塞缸内填充乙烯气体，并通过连接管路至试验模型；补偿气气源为活塞缸内补充稳定压力的补偿气，补偿气以稳定的压力推动活塞，进而使得活塞挤压乙烯气体的压力恒定，实现乙烯稳定快速的供应。同时,乙烯供给装置通过电磁阀的精确控制进入活塞缸内乙烯气体的压力，使其工作压力始终低于当地温度下的液化压力点，避免在工作过程中乙烯相变问题的发生，通过测量活塞缸内乙烯气体的压力和体积得出充入燃料缸内乙烯气体的质量，通过测量乙烯流出的时间，计算并准确的得出乙烯的流量。
【IPC分类】F17C13-04, F17C13-02, G01F1-34, F17C5-06
【公开号】CN104654007
【申请号】CN201510114069
【发明人】陈亮, 宋文艳, 王艳华, 李建平, 肖隐利, 樊庆骦
【申请人】西北工业大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年3月16日