本发明属于机械试验技术领域,涉及一种航空发动机涡流器试验方法。
背景技术:
航空发动机燃烧室一般在火焰筒头部设置涡流器,形成回流区,以达到稳定燃烧的目的,涡流器的主要作用是组织流场。随着航空发动机的行业发展,发动机结构尺寸要求越来越紧凑,因此,燃烧室专业研究一种对燃油雾化的涡流器结构,该涡流器既有形成回流区的作用,又对燃油进行雾化;既代替喷嘴结构,又达到燃烧室空间利用最大化的目的。
一般的涡流器只进行空气流量试验,尺寸要求精度较低即可满足使用要求。而具备燃油雾化效果的涡流器对燃烧室燃烧效率、出口温度场分布和排放指标等性能参数有着重大影响,因此需研究如何控制涡流器的性能指标,保证发动机稳定工作。该类涡流器主要有双级径向旋流雾化装置(cn201010051697.7)。目前,国内对该类涡流器试验没有具体的步骤和方法,也没有统一的标准,只能依靠经验进行完成。因此,需要研究一种通用的航空发动机涡流器试验方法。
技术实现要素:
为了解决上述问题,本发明提供了一种航空发动机涡流器试验方法,该方法制定了航空发动机涡流器的实验方式,从而保证航空发动机的相关燃烧性能,保证发动机工作的可靠性。
本方法所试验的发动机的喷嘴为直流喷嘴,燃油雾化完全依靠涡流器,该涡流器为双级径向叶片式涡流器。
本发明的技术方案为:一种航空发动机涡流器试验方法,包括以下步骤:
步骤一,调试
a)将涡流器装配在试验舱上;
b)燃油压差、空气压差从小到大的顺序进行试验,试验前先燃油最小压差、空气最小压差进行试验器调试,使试验设备、测试系统和测试舱内空气压差处于稳定状态;
步骤二,正式试验
a)对试验件进行供气和供油,使试验件气口和油口的进口状态达到相应试验状态参数要求;
b)燃油压差、空气压差从小到大的顺序进行试验,观察燃油压差、空气压差各阶段的油雾状态;
步骤三,观察检验
a)观察到开始雾化的状态时,记录空气压差和燃油压差;
b)观察到完全雾化的状态时,记录空气压差和燃油压差。
进一步的,为便于检查,在试验件的喷口设置背景灯和排气机,在进行步骤三观察检验前,打开背景灯光和排气机。
进一步的,本试验方法的燃油压差、空气压差模拟发动机实际工作状态,即从直流喷嘴开始供油至稳态工作全过程,制定符合发动机实际工作状态的燃油压差、空气压差矩阵。
进一步的,本试验方法的在供油和供气时,先供油,再供气。可以间接检测直流喷嘴是否插入待试验的涡流器中。
进一步的,步骤一中,还包括检查雾化试验器所有的燃油管路是否干净。
进一步的,步骤一中,还包括:将涡流器装配在试验舱上后,检查涡流器密封性。
进一步的,步骤二的b)步骤中,在燃油压差、空气压差各阶段进行观察时,燃油压差和空气压差波动不超过±5%。
进一步的,步骤二的b)步骤中,在燃油压差、空气压差各阶段进行观察时,温度波动一般不超过±5℃。
本发明的优点是:提供了一种新的对燃油雾化的涡流器结构的观察试验方法,弥补了之前的空白。
具体实施方式
本部分为本发明的实施例。
一种航空发动机涡流器试验方法,包括以下步骤:
步骤一,调试
a)检查雾化试验器所有的燃油管路是否干净,然后将涡流器装配在试验舱上,检查涡流器密封性;
b)燃油压差、空气压差从小到大的顺序进行试验,试验前先燃油最小压差、空气最小压差进行试验器调试,使试验设备、测试系统和测试舱内空气压差处于稳定状态;
步骤二,正式试验
a)对试验件进行供气和供油,使试验件气口和油口的进口状态达到相应试验状态参数要求;
b)燃油压差、空气压差从小到大的顺序进行试验,观察燃油压差、空气压差各阶段的油雾状态,观察时,燃油压差和空气压差波动不超过±5%,温度波动一般不超过±5℃;
步骤三,观察检验
a)观察到开始雾化的状态时,记录空气压差和燃油压差;
b)观察到完全雾化的状态时,记录空气压差和燃油压差。
为便于检查,在试验件的喷口设置背景灯和排气机,在进行步骤三观察检验前,打开背景灯光和排气机。本试验方法的燃油压差、空气压差模拟发动机实际工作状态,即从直流喷嘴开始供油至稳态工作全过程,制定符合发动机实际工作状态的燃油压差、空气压差矩阵。本试验方法的在供油和供气时,先供油,再供气。可以间接检测直流喷嘴是否插入待试验的涡流器中。
试验原理
选用涡流器、燃油喷嘴作为试验体。采用模拟涡流器在发动机上工作时的真实环境、状态及工作程序的方法进行试验。
试验设备
涡流器试验设备分为空气流量试验器与联合雾化试验器,空气流量试验器较为普遍,本发明主要研究涡流器雾化试验方法。由涡流器、燃油喷嘴、试验舱、供油系统、供气系统、控制系统、排气机和数据采集系统等组成。其中试验舱流道模拟发动机实际尺寸,并设置黄色背景灯。
试验条件
由于直流喷嘴的燃油主要依靠涡流器达到雾化效果,因此,该涡流器需考察发动机起动和稳态全程工作状态。燃油压差、空气压差模拟发动机实际工作状态,即从直流喷嘴开始供油至稳态工作全过程,制定燃油压差、空气压差矩阵。
具体试验过程
试验前,按如下步骤对试验器进行调试:
a)检查联合雾化试验器燃油管路是否干净。
b)将涡流器装配在试验舱上。
c)检查涡流器密封性。
d)燃油压差、空气压差从小到大的顺序进行试验,试验前先燃油最小压差、空气最小压差进行试验器调试,使试验设备、测试系统和数据采集系统处于稳定状态。
在试验准备工作全部完成,检验人员确认合格后即进入正式试验。
试验步骤如下:
a)使试验件进口状态达到相应试验状态参数要求。
b)在各燃油压差、空气压进行观察时,上述压差波动一般不超过±5%,温度波动一般不超过±5℃。
c)观察并详细记录试验结果。
检验
为便于检查,在进行试验结果检测前,要打开背景灯光和排气机。试验结果通过目视检查进行判定,根据发动机工作状态,判定涡流器是否合格。
a)观察到开始雾化的状态时,记录空气压差和燃油压差,开始雾化压差符合发动机起动过程燃油压差、空气压差要求。
b)观察到完全雾化的状态时,记录空气压差和燃油压差,完全雾化压差符合发动机起动和稳态工作燃油压差、空气压差要求。
油雾雾化效果说明:
油道:燃油未旋开,观察时燃油在某一范围呈线性射出。
未雾化:旋流器未将燃油完全雾化,可观察到明显的燃油液滴。
缺油:燃油在旋流器周向分布不均匀,在部分区域没有燃油分布。
开始雾化:出现雾化现象,燃油有一定的旋转,燃油液颗粒度变小。
完全雾化:雾化均匀,没有油道、油滴、未雾化和缺油的现象。