一种测量离心式通风器性能的实验装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种航空发动机润滑油系统领域，尤其涉及一种测量离心式通风器性 能的实验装置及方法。
【背景技术】
[0002] 润滑油系统是航空发动机不可缺少的辅助系统，而不同功率的发动机对润滑油系 统的尺寸和重量要求也不同，故需对其润滑油系统各元件进行单独的设计研宄。在发动机 工作过程中，轴承腔内空气与滑油掺混形成油气混合物，如果将混合物直接排出将造成润 滑油的大量消耗。通风器的作用是将混合物中的润滑油分离出来，以减少润滑油的消耗量。 因此，通风器性能的优劣，决定了整个滑油系统工作的好坏。
[0003] 沈阳发动机设计研宄所的谷智赢等人在2013年申请的专利CN103411785《一种 测量离心式通风器性能的方法》中，给出了一种测量通风器性能的试验系统，搭建了通风器 性能测试的试验平台。试验时通过改变齿轮箱的转速、通风器入口混合物的流量和温度，来 测量不同状态下通风器的分离效率和阻力特性。该装置不足之处在于无法对滑油流量进行 较大范围的精确调节；不能得出进口液体粒径分布、油气的混气比与分离效率和阻力的关 系；当调试实验系统或调节实验参数时，混合气体会继续通入通风器，这就造成后续试验的 不便和实验数据的不准确；该系统中马尔文仪与脱脂棉连在同一支路，测量未分离滑油量 时会产生较大误差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了模拟真实的离心式通风器工作环境，全面而又准确的得出离 心式通风器的分离效率和阻力特性，对通风器的性能做出可靠的判定而提供一种测量离心 式通风器性能的实验装置及方法。
[0005] 本发明的目的是这样实现的：一种测量离心式通风器性能的实验装置：
[0006] 包括滑油支路、空气支路、混合路和尾气路，所述滑油支路包括依次用管道连接的 滑油箱（1)、滑油泵⑵和第一管道加热器（3)，滑油泵⑵出口端与滑油箱⑴之间设置 有第一调节阀（13)，第一管道加热器（3)与滑油泵（2)之间设置有液体流量计（18)和第一 压力传感器（20)，所述空气支路包括依次用管道连接的压缩机（4)、储气罐（5)、第二管道 加热器（6)和第二调节阀（14)，且所述储气罐（5)和第二管道加热器（6)之间的管路上设 置有气体流量计（19)和第二压力传感器（21)，所述混合路包括掺混器（7)、与掺混器（7) 出口端连接的第一颗粒分析仪（8)、与第一颗粒分析仪（8)连接的通风器实验箱（9)，通风 器实验箱（9)的底部通过管路设置有自动阀（16)，且通风器实验箱（9)的一端连接有变频 电机（27)，所述尾气支路包括与通风器实验箱（9)另一端连接的自动三通阀（17)和第二颗 粒分析仪（28)，且通风器实验箱（9)和自动三通阀（17)之间的管路上设置有第四压力传 感器（23)，所述掺混器包括进油端管路、进气端管路、出口端和出油端，所述第一管道加热 器（3)的端部与掺混器（7)的进油端管路连接，且在掺混器（7)内部的进油端管路的端部 设置有可更换的雾化喷头（29)，所述第二调节阀（14)的端部与掺混器（7)的进气端管路连 接，所述掺混器（7)的出油端还通过管路依次连接有第三调节阀（15)、称重装置（10)、回油 箱（11)和回油泵（12)，所述回油泵（12)通过管路与滑油箱⑴连接，所述通风器实验箱上 设置有第三压力传感器（22)，第一管道加热器（3)与掺混器（7)之间的管路上设置有第一 温度传感器（24)，第二管道加热器（6)与掺混器（7)连接的管路上设置有第二温度传感器 (25)，通风器实验箱（9)上设置第三温度传感器（26)。
[0007] 一种测量离心式通风器性能的方法：
[0008] 测量离心式通风器性能包括测量分离效率y、油气比B、阻力损失AP和通风器实 验箱入口和出口的滑油的粒径分布，
[0009] 第一步：启动变频电机（27)，打开第二调节阀（14)、第三调节阀（15)和自动阀
[16] ，调节自动三通阀（17)至与外界环境连通的一端，压缩机（4)工作，使装置的管道中充 满空气，将装置中的滑油清除干净；
[0010] 第二步：调节第二调节阀（14)，启动滑油泵（2)并调节第一调节阀（13)，使掺混箱 (7)中填充滑油和空气，关闭第三调节阀（15)和自动阀（16)并记录此时刻h，液体流量计 (18)的视数是^，气体流量计（19)的视数是％，通过第一颗粒分析仪（8)和第二颗粒分析 仪（28)分别记录通风器实验箱（9)的入口和出口的油气混合物中滑油的粒径和分布；
[0011] 第三步：打开第三调节阀（15)和自动阀（16)并记录此时刻t2，称量称重装置（10) 内滑油质量叫，称量从自动阀（16)流出的滑油质量m2，
[0012] 从而获得分离效率y:
[0014] 式中，P是滑油的密度，
[0015] 油气比B是：
[0017] 计时过程^至、中，通过第三压力传感器（22)和第四压力传感器（23)分别记录 通风器实验箱前后的压力值pjRP2,阻力损失AP=Pl_P2;
[0018] 第四步：打开回油泵（12)使回油箱（11)中的滑油回到滑油箱，完成通风器实验箱 性能的测试。
[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的测量离心式通风器性能的实验 装置能够模拟真实的离心式通风器工作环境，全面而又准确的得出通风器的分离效率和阻 力特性，对通风器的性能做出可靠的判定，通过设置的调节阀，可以实现对滑油流量进行精 确的调节，本发明还设置有可更换的雾化喷头，而更换不同的雾化喷头结合所设置的颗粒 分析仪还可以得出通风器实验箱入口和出口的滑油粒径分布规律，进而得出滑油粒径分布 对分离效率和阻力特性的影响；本发明的测量离心式通风器性能的方法在利用本发明所提 供的实验装置的基础上，能简单便捷的测出离心式通风器的性能参数，包括分离效率y、油 气比B、阻力损失Ap以及通风器实验箱入口和出口的滑油的粒径分布，根据所得到的参数 对离心式通风器的性能做出可靠的判定。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明的实验装置的原理图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0022] 结合图1，本发明的一种测量离心式通风器性能的实验装置：包括滑油支路、空气 支路、混合路和尾气路，所述滑油支路包括依次用管道连接的滑油箱1、滑油泵2和第一管 道加热器3,滑油泵2出口端与滑油箱1之间设置有第一调节阀13,第一管道加热器3与滑 油泵2之间设置有液体流量计18和第一压力传感器20,所述空气支路包括依次用管道连接 的压缩机4、储气罐5、第二管道加热器6和第二调节阀14,且所述储气罐5和第二管道加热 器6之间的管路上设置有气体流量计19和第二压力传感器21，所述混合路包括掺混器7、 与掺混器7出口端连接的第一颗粒分析仪8、与第一颗粒分析仪8连接的通风器实验箱9， 通风器实验箱9的底部通过管路设置有自动阀16,且通风器实验箱9的一端连接有变频电 机27,所述尾气支路包括与通风器实验箱9另一端连接的自动三通阀17和第二颗粒分析仪 28,且通风器实验箱9和自动三通阀17之间的管路上设置有第四压力传感器23,所述掺混 器包括进油端管路、进气端管路、出口端和出油端，所述第一管道加热器3的端部与掺混器 7的进油端管路连接，且在掺混器7内部的进油端管路的端部设置有可更换的雾化喷头29， 所述第二调节阀14的端部与掺混器7的进气端管路连接，所述掺混器7的出油端还通过管 路依次连接有第三调节阀15、称重装置10、回油箱11和回油泵12,所述回油泵12通过管路 与滑油箱1连接，所述通风器实验箱上设置有第三压力传感器22,第一管道加热器3与掺混 器7之间的管路上设置有第一温度传感器24,第二管道加热器6与掺混器7连接的管路上 设置有第二温度传感器25,通风器实验箱9上设置第三温度传感器26。
[0023] 一种测量离心式通风器性能的实验装置中包含空气支路、滑油支路、混合路和尾 气路。其中滑油箱1、滑油泵2和球阀13组成的滑油支路可以实现对滑油的流量进行较大 范围的精确调节。空气支路通过空气压缩机4、储气罐5、管道加热器6和阀门14连接，其 中管道加热器8可以保证实验工况所需的温度要求，阀门可以实现对空气流量的调节。掺 混箱7、颗粒分析仪8