CN107290166B - 模拟流体温度和/或压力快速变化的试验系统与试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模拟流体的温度和/或压力快速变化的试验系统。试验系统包括:调节温度的加热流路；连通于加热流路的升温流路；流体连通于加热流路的降温流路；以及流体连通于所升温流路和降温流路的输出流路。加热流路包括入口端、与入口端连通的加热器、调节流体的第一调压阀和检测温度的第一温度传感器；降温流路流体连接于加热流路的输出端并包括彼此流体连通的蒸发器和换热器、和调节流体的第二调压阀；升温流路连接于加热流路的输出端并包括调节流体的第三调压阀；输出流路包括与降温流路和升温流路的输出端连通的第二温度传感器和输出端。试验系统克服了升温和降温的元器件热惯性大、温度变化较慢、系统阻力有变化的缺陷，从而改善瞬态特性。

Description

模拟流体温度和/或压力快速变化的试验系统与试验方法

技术领域

本发明涉及航空热动力试验。更进一步地，本发明涉及一种模拟流体的温度和/或压力快速变化的试验系统与试验方法，尤其涉及用于模拟航空发动机引气温度和/或压力快速变化的试验系统与试验方法。更具体地，本发明涉及一种在地面试验室进行环控系统引气动态性能试验时，模拟飞机滑行、起飞、爬升、巡航、下降等阶段发动机引气温度压力变化的试验系统和试验方法。

背景技术

航空热动力试验系统主要用于飞机环控系统地面试验，通过调节来自气源供气的压力、流量、温度等参数，模拟供用户方(发动机启动引气、机翼防除冰引气、空调设备供气、冲压空气等)使用的发动机引气，从而对飞机环控系统零部件、组件进行相关实验。传统的航空热动力试验台仅对试件进行稳态试验，即对给定的温度、压力、流量状态进行测试，而不能对试件实现状态变化过程的测试。

但是，飞机在整个飞行过程中，发动机的推力不断的变化，尤其是起飞阶段，发动机引气端口的温度随发动机推力快速增加而剧烈变化。引气温度、压力大幅波动时，对用气系统影响较大，引气系统是否具有良好的动态调节性能，能够快速减轻或消除温度波动对下游设备和用气系统造成的影响，这是引气系统动态性能设计的关键点。

为了考核与验证环控系统引气动态性能，需要在地面试验室模拟航空发动机引气端口在起飞、爬升、巡航、下降以及慢车状态下的温度、压力的变化，其中在起飞或下降阶段，航空发动机推力迅速增大或减小引起高中压引气口温度的快速上升或降低。

在常规的航空发动机推力迅速增大或减小引起的高中压引气口温度快速上升或降低的瞬时变化模拟中，需要使用加热器、换热器、蒸发器等元器件，但这些元器件自身具有温度响应延迟的效应，导致模拟的气体的温度变化滞后。

在压力模拟试验过程中，试验系统中的阻力是变化，从而影响压力模拟的可靠性，导致试验系统压力调节缓慢的问题。

另外，试验系统中有对高温气降温的需求，利用常规的换热器/冷却器来降低气体的温度，这就要求这些元器件具有较大的换热面积较大，使用的冷却水量也较大，带来设备尺寸大、设备数量多及设备维护工作量大等问题。

为此，对于模拟航空发动机引气温度和/或压力快速变化的试验系统，需要克服升温和降温的元器件热惯性大、温度变化较慢、系统阻力有变化的缺陷，从而改善瞬态特性。

发明内容

为解决本领域现有技术中的上述缺陷，根据本申请的第一方面，本申请提供一种模拟流体的温度变化的试验系统，试验系统包括:能够调节温度的加热流路；流体连通于加热流路的升温流路；流体连通于加热流路的降温流路；以及流体连通于所升温流路和降温流路的输出流路。其中,试验系统包括与流体源流体连通的入口端和输出模拟流体的出口端；加热流路中包括入口端、与入口端流体连通的加热器、调节从加热流路输出的流体的第一调压阀和检测温度的第一温度传感器；降温流路流体连接于加热流路的输出端并包括彼此流体连通的蒸发器和换热器、和调节从降温流路输出的流体的第二调压阀；升温流路流体连接于加热流路的输出端并包括调节从升温流路输出的流体的第三调压阀；输出流路包括与降温流路和升温流路的输出端流体连通的第二温度传感器和输出端。

较佳地，在该技术方案中，第一温度传感器设置在第一调压阀与加热流路的输出端之间。

较佳地，在该技术方案中，第一调压阀、第二调压阀和第三调压阀为能够快速调节的快速调压阀。

较佳地，在该技术方案中，流体是气体。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种模拟流体的温度和压力变化的试验系统，试验系统包括：能够调节温度的加热流路；流体连通于加热流路的升温流路；流体连通于加热流路的降温流路；流体连通于加升温流路和降温流路的输出流路；以及设置在输出流路中的调压支路。其中，试验系统包括与流体源流体连通的入口端和输出模拟流体的出口端；加热流路中包括入口端、与入口端流体连通的加热器、调节从加热流路输出的流体的第一调压阀和检测温度的第一温度传感器；降温流路流体连接于加热流路的输出端并包括彼此流体连通的蒸发器和换热器、和调节从降温流路输出的流体的第二调压阀；升温流路流体连接于加热流路的输出端并包括调节从升温流路输出的流体的第三调压阀；输出流路包括与降温流路和升温流路的输出端流体连通的第二温度传感器9和输出端；调压支路设置在输出流路中的第二温度传感器与出口端之间，并包括调节流入输出流路的流体的第五调压阀和检测压力的压力传感器、以及设置在第五调压阀下游并与出口端旁路的第四调压阀。

较佳地，在该技术方案中，第一温度传感器设置在第一调压阀与加热流路的输出端之间；第四调压阀设置在第五调压阀与压力传感器之间并与压力传感器和出口端并联。

较佳地，在该技术方案中，第一调压阀、第二调压阀、第三调压阀、第四调压阀和第五调压阀为能够快速调节的快速调压阀。

较佳地，在该技术方案中，流体是气体。

根据本申请的第三方面，本申请提供一种采用上述的模拟流体的温度变化的试验系统模拟流体升温的试验方法，试验方法包括准备阶段和试验阶段，准备阶段包括如下步骤：加热器的输出端温度设定为升温过程的目标高温，以将来自流体源的流体加热到目标高温，全开加热流路中的第一调压阀；全开降温流路中的第二调压阀，并开启降温流路中的蒸发器和冷凝器，使从加热器输出的流体都通过蒸发器和换热器；设置从降温流路输出的出口端的流体的温度为升温过程的起始温度。试验阶段包括如下步骤：同时操作第二调压阀和第三调压阀，全开第三调压阀，关闭第二调压阀，从而试验系统的出口端的流体的温度从起始温度升温到目标高温。

较佳地，在该技术方案中，在准备阶段中，设置蒸发器输出端的流体温度为恒定值，调节换热器的冷源流量，使出口端的流体的温度为升温过程的起始温度。

根据本申请的第四方面，本申请提供一种采用上述的模拟流体的温度变化的试验系统模拟流体降温的试验方法，试验方法包括准备阶段和试验阶段，准备阶段包括如下步骤：加热器的输出端温度设定为降温过程的起始温度，以将来自流体源的流体加热到起始高温，全开加热流路中的第一调压阀；全开降温流路中的第二调压阀，并开启降温流路中的蒸发器和冷凝器，使从加热器输出的流体都通过蒸发器和换热器；设置从降温流路输出的出口端的流体的温度为降温过程的目标低温。试验阶段包括如下步骤：同时操作第二调压阀和第三调压阀，全开第三调压阀，关闭第二调压阀，从而试验系统的出口端的流体的温度为起始温度；同时操作第二调压阀和第三调压阀，全开第二调压阀，关闭第三调压阀，从而试验系统的出口端的流体的温度从起始温度降温到目标低温。

较佳地，在该技术方案中，在准备阶段中，设置蒸发器输出端的流体温度为恒定值，调节换热器的冷源流量，使出口端的的流体的温度为降温过程的目标低温。

根据本申请的第五方面，本申请提供一种采用上述的模拟流体的温度和压力变化的试验系统模拟流体压力升高的试验方法，试验方法包括准备阶段和试验阶段，准备阶段包括如下步骤：将试验系统的输出流路的输入端的流体的温度按照试验温度要求，调整到目标温度；以及操作第四调压器和第五调压器，将第四调压器的开度调大，第五调压器的开度调小，使得试验系统的出口端的流体的压力为升压过程的起始压力。试验阶段包括如下步骤：同时操作第四调压器和第五调压器，使第四调压器的开度调小，第五调压器的开度调大，使得试验系统的出口端的流体的压力从起始压力升高为升压过程的目标高压。

根据本申请的第六方面，本申请提供一种采用上述的模拟流体的温度和压力变化的试验系统模拟流体压力降低的试验方法，试验方法包括准备阶段和试验阶段，准备阶段包括如下步骤：将试验系统的输出流路的输入端的流体的温度按照试验温度要求，调整到目标温度；以及操作第四调压器和第五调压器，将第四调压器的开度调小，第五调压器的开度调大，使得试验系统的出口端的流体的压力为降压过程的起始压力。试验阶段包括如下步骤：同时操作第四调压器和第五调压器，使第四调压器的开度调大，第五调压器的开度调小，使得试验系统的出口端的流体的压力从起始压力降低为降压过程的目标低压。

本发明的技术效果：

本发明用于解决起飞、爬升、下降、复飞阶段，发动机推力变化较大造成引气端口温度快速变化的模拟，两次利用冷热气掺混分别完成温度上升、温度下降的过程，克服加热器、换热器、蒸发器等自身温度响应的延迟，并可有效缓解了管道热容量对温度变化速率的影响。试验系统中有对高温气(500℃)降温的需求，利用常规的换热器/冷却器，换热面积较大，冷却水量较大，带来设备尺寸大、设备数量多及设备维护工作量大等问题，本发明利用液体蒸发过程中相变潜热，引入蒸发器作为冷却器对高温气体进行降温，有效解决设备成本高、维护工作困难等问题。

该方法由于进入试验系统的气体流量为恒流或仅发生微小变化，可以使调温系统实现温度单参数的调节，起到温度与流量调节解耦的作用，在固有延迟响应特性下，提高控制响应速率，另外，恒流量或微小流量变化特性可以大幅度减轻管道与途经设备容积效应带来的压力变化的延迟，使采用市场现有的快速调压阀(全行程小于2s)实现压力瞬变成为可能。

附图说明

图1示出根据本发明的模拟流体的温度和/或压力快速变化的试验系统的示意图；

图2是采用如图1所示的试验系统模拟气体的温度快速升高的试验的准备阶段的状态；

图3是采用如图1所示的试验系统模拟气体的温度快速升高的试验的试验阶段的状态；

图4是采用如图1所示的试验系统模拟气体的温度快速降低的试验的准备阶段的状态；

图5是采用如图1所示的试验系统模拟气体的温度快速降低的试验的试验阶段的状态；

图6是采用如图1所示的试验系统模拟气体的温度快速降低的试验的试验阶段的状态。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来进一步描述本发明，从而更清楚地了解本发明的发明原理和有益的技术效果。

本申请的说明书附图中的附图标记对应于实施例中的如下构成：

1：加热器；

2：高温型快速精调阀的第一调压器；

4：第一温度传感器；

5：蒸发器；

6：换热器；

7：高温型快速精调阀的第二调压器；

8：高温型快速精调阀的第三调压器；

9：第二温度传感器；

10：快速调压阀的第四调压器；

11：试验件；

12：压力传感器；

13：流量计；

14：快速调压阀的第五调压器。

术语解释：

快速调压阀7和8、快速调压阀14和10成对使用、调节时需要行程相反：同时操作，方向相反，即一对中的一个打开，另一个关闭。

流体：在本发明的一个实施例中为模拟发动机引气的气体，也可以是适用本发明的其他流体。

输入端，均指各个元器件或流路的流体输入端，在图1的示例中在各个元器件或流路的左侧端。

输出端，均指各个元器件或流路的流体输出端，在图1的示例中在各个元器件或流路的右侧端。

升温过程的目标高温：在升温过程中要达到的最高温度。

升温过程的起始温度：在升温过程中从该起始温度开始升温，直至目标高温。

降温过程的目标低温：在降温过程中要达到的最低温度。

降温过程的起始温度：在降温过程中从该起始温度开始降温，直至目标低温。

升压过程的目标高压：在升压过程中要达到的最高压力。

升压过程的起始压力：在升压过程中从该起始压力开始升高，直至目标高压。

降压过程的目标低压：在降压过程中要达到的最低压力。

降压过程的起始压力：在降压过程中从该起始压力开始降低，直至目标低压。

试验系统基本原理

本发明用于解决飞机在起飞、爬升、下降、复飞阶段中，发动机推力变化较大造成引气温度压力快速变化的模拟，两次利用冷热气掺混分别完成温度上升、温度下降的过程，克服加热器、换热器、蒸发器等自身温度响应的延迟；利用在试验系统后端(尽可能靠近供气口处)设置排空支路，以及主管路上快速调压阀门(全行程小于2s)改变局部阻力特性，实现引气压力瞬变模拟，克服压力调节缓慢的问题。

另外，由于试验系统中有对高温气降温的需求，利用常规的换热器/冷却器，换热面积较大，冷却水量较大，带来设备尺寸大、设备数量多及设备维护工作量大等问题，本发明利用液体蒸发过程中相变潜热，引入蒸发器作为冷却器对高温气体进行降温，有效解决设备成本高、维护工作困难等问题。

试验系统构造

如图1所示，该图示出了根据本发明的用于模拟航空发动机引气温度和/或压力快速变化的试验系统。试验系统包括加热器1、作为第一调压器 2的高温型快速精调阀或快速调压阀、用于测量管道中气体温度的第一温度传感器4、降低气体温度的蒸发器5和换热器6、分别作为第二调压器7和第三调压器8的高温型快速精调阀或快速调压阀、分别作为第二温度传感器9和压力传感器12的用于测量管道中气体温度和压力的温度压力传感器、分别作为第四调压器10和第五调压器14的快速调压阀、试验件11和流量计13。

该试验系统包括若干管道，这些管道将如上所述的加热器1、第一调压器2、第一温度传感器4、蒸发器5、换热器6、第二调压器7和第三调压器8、第二温度传感器9和压力传感器12、第四调压阀10和第五压阀14、试验件11和流量计13相关联，使相邻元器件之间能够流体连通，如图1 所示。这些管道和上述元器件构成加热流路34，升温流路89、降温流路79、输出流路930和旁路1210，其中，输出流路930包含调压支路1412。

如图1所示，试验系统中的加热器1、调节加热器1输出端压力的第一调压阀2、用于测量管道中气体温度的第一温度传感器4、冷却流体的蒸发器5和换热器6、第二调压阀7和第三调压阀8组成的部分用于完成对前级高温气体的进一步温度调节和掺混，适合完成试验中快速升温过程，试验系统中的第二温度传感器9和压力传感器12用于测量管道中气体温度和压力，试验系统中的第四调压阀10和第五调压阀14根据第二温度传感器9 和压力传感器12测得的压力以及试验件11需要的目标压力，控制第五调压阀14和第四调压阀10的开度，完成引气压力的瞬变模拟。试验系统中的流量计13用于测试通过试验件11的气体流量。

需要说明的是第二和第三快速调节阀7和8、第四和第五快速调节阀 14和10成对使用，调节时需要行程相反，用于维持系统总阻力恒定。

加热流路34包括加热器1、第一调压阀2和第一温度传感器4。升温流路89包括第三调压阀8。降温流路79包括蒸发器5、换热器6、第二调压阀7。输出流路930包括第二温度传感器9和出口端30。调压支路1412 包括第五调压阀14和压力传感器12。旁路1210包括第四调压阀10。

在根据本发明的一个实施例中，如图1所述，一种模拟气体的温度快速变化的试验系统包括能够调节温度的加热流路34、流体连通于加热流路 34的升温流路89、流体连通于加热流路34的降温流路79、流体连通于所述升温流路89和所述降温流路79的输出流路930。试验系统包括与流体源流体连通的入口端3和输出模拟流体的出口端30。所述加热流路34中包括所述入口端3、与所述入口端3流体连通的加热器1、调节从所述加热流路 34输出的气体的第一调压阀2和检测温度的第一温度传感器4。所述第一温度传感器4设置在所述第一调压器2与所述加热流路34的所述输出端之间。所述降温流路79流体连接于所述加热流路34的输出端并包括彼此流体连通的蒸发器5和换热器6、和调节从所述降温流路79输出的气体的压力的第三调压阀7。所述升温流路89流体连接于所述加热流路34的所述输出端并包括调节从所述升温流路89输出的气体的压力的第四调压阀10 。所述输出流路930包括与所述降温流路79和所述升温流路89的输出端流体连通的第二温度传感器9和所述输出端31。

如图1所示，为了能够模拟气体的压力快速变化，在上述实施例的基础上，还包括设置在所述输出流路930中的调压支路1412。所述调压支路 1412设置在所述输出流路930中的所述第二温度传感器9与所述出口端30 之间，并包括调节流入所述输出流路930的气体的压力的第五调压阀14和检测压力的压力传感器12、以及设置所述第五调压阀14下游并与所述出口端30旁路的第四调压阀10。较佳地，所述第四调压器10设置在第五调压阀14与压力传感器12之间与压力传感器12和出口端30并联或设置在压力传感器12与出口端30之间与出口端30并联。

在该实施例中，所述第一调压阀2、所述第二调压阀7、所述第三调压阀8、所述第四调压阀10和所述第五调压阀14 为能够快速调节的快速调压阀。

下面结合附图来说明采用如上所述的模拟航空发动机引气温度和/或压力快速变化的试验系统模拟引气温度和压力快速升高和快速下降。

模拟气体的温度快速变化的试验

1、温度快速升高模拟

将加热器1的出口温度设定为快速升温过程的目标高温(最后达到的温度)，此时，作为第一调压器2的高温快速精调阀全开，所有常温供气均通过加热器1加热到指定温度(即目标高温)，第一温度传感器4不控制，仅监视加热器1的出口温度值；关闭作为第三调压阀8的高温快速精调阀，作为第三调压器8 的高温快速精调阀全开，使所有的高温气体通过蒸发器5和换热器6，由于相变潜热量巨大，可设置蒸发器5出口气体温度为恒定值，调节换热器6的冷源流量，使第二温度传感器9测量的管道气体温度为升温的起始温度(升温过程中的初始的最低温度)。开始试验后，控制第二和第三调压阀7和8的开度(两者行程相反，维持系统阻力恒定) 及开关速率，使第二调压阀7关闭，第三调压阀8打开，出口端30的气体温度快速升高，可以使出口端30的气体的快速升温曲线接近模拟的目标曲线。

在根据本发明的一个实施例中，模拟气体快速升温的试验方法包括如图2所示的准备阶段和如图3所示的试验阶段。

如图2所示，所述准备阶段包括如下步骤：

加热器1的输出端温度设定为升温过程的目标高温，以将来自流体源的气体加热到所述目标高温，全开加热流路34中的第一调压阀2；全开降温流路79中的第二调压阀7，并开启降温流路79中的蒸发器5和冷凝器6，使从所述加热器1输出的气体都通过所述蒸发器5和所述换热器6；设置所述蒸发器5输出端的气体温度为恒定值，调节所述换热器6的冷源流量，使从所述降温流路79输出的所述出口端30的气体的温度为升温过程的起始温度，气体的流动方向如图2中的箭头所示。

如图3所示，所述试验阶段包括如下步骤：

同时操作第二调压阀7和第三调压阀8，全开所述第三调压阀8，关闭所述第二调压阀7，从而所述试验系统的所述出口端30的气体的温度从所述起始温度升温到所述目标高温，气体的流动方向如图3中的箭头所示。

2、温度快速降低模拟

将加热器1出口温度设定为快速降温过程的起始高温(初始的最高温度)，此时，作为第一调压阀2的高温快速精调阀全开，所有常温供气均通过加热器1加热到指定温度(即，起始高温)，第一温度传感器4不控制，仅监视加热器1的出口温度值；关闭作为第三调压阀8的高温快速精调阀，作为第二调压阀7的高温快速精调阀全开，使所有的高温气通过蒸发器5和换热器6，由于相变潜热量巨大，可设置蒸发器5出口气体温度为恒定值，调节换热器6的冷源流量，使第二温度传感器9测量的管道气体温度为目标低温(最后的最低温度)。试验开始前，蒸发器5和换热器6 已被启动处于冷却气体的工作状态，由于相变液体和循环冷源，使蒸发器5 与换热器6在试验过程中不存在自身需要降温而使试验系统降温延迟的热容量的问题。

开始试验后，控制第二和第三调压阀7和8的开度(两者行程相反，维持系统阻力恒定)及开关速率，使第二调压阀7关闭，第三调压阀8打开，此时，试验系统的出口端30的气体温度为快速降温过程的起始高温。随后，使第二调压阀7全开，第三调压阀8关闭，出口端30的气体温度快速下降，可以使出口端30的气体的快速降温曲线尽可能接近模拟的目标曲线。

在根据本发明的一个实施例中，模拟气体快速降温的试验方法包括如图4所示的准备阶段和如图5和6所示的试验阶段。

所述准备阶段包括如下步骤：

加热器1的输出端温度设定为降温过程的起始温度，以将来自流体源的气体加热到所述起始高温，全开加热流路34中的第一调压阀2；全开降温流路79中的第二调压阀7，并开启降温流路79中的蒸发器5和冷凝器6，使从加热器1输出的气体都通过所述蒸发器5和所述换热器6；设置所述蒸发器5输出端的气体温度为恒定值，调节所述换热器6的冷源流量，使从所述降温流路79输出的所述出口端30的气体的温度为降温过程的目标低温，气体的流动方向如图4中的箭头所示。

所述试验阶段包括如下步骤：

同时操作第二调压阀7和第三调压阀8，全开所述第三调压阀8，关闭所述第二调压阀7，从而所述试验系统的出口端30的流体的温度为所述起始温度，气体的流动方向如图5中的箭头所示；同时操作第二调压阀7和第三调压阀8，全开所述第二调压阀7，关闭所述第三调压阀8，从而所述试验系统的出口端30的气体的温度从所述起始温度降温到所述目标低温，气体的流动方向如图6中的箭头所示。

模拟气体的压力快速变化的试验

1、压力快速升高模拟

对于第二温度传感器9之前的元器件，按照试验温度要求，将要流入输出流路930的气体调整到目标温度。试验开始前将第四调压阀10的开度调大，第五调压阀14的开度调小，使得试验件11前的压力较小(即升压过程的起始压力。然后将第四调压阀10的开度快速调小，第五调压阀14 的开度快速调大，使压力传感器12所检测的压力值为压力升高过程的目标高压，实现试验件11前的压力快速提高。

在根据本发明的一个实施例中，模拟气体压力升高的试验方法包括准备阶段和试验阶段。

所述准备阶段包括如下步骤：

将所述试验系统的输出流路930的输入端的气体的温度按照试验温度要求，调整到目标温度；以及操作第四调压器10和第五调压器14，将所述第四调压器10的开度调大，所述第五调压器14的开度调小，使得试验系统的出口端30的气体的压力为升压过程的起始压力。

所述试验阶段包括如下步骤：

同时操作所述第四调压器10和所述第五调压器14，使所述第四调压器10的开度调小，所述第五调压器14的开度调大，使得试验系统的出口端30的气体的压力从所述起始压力升高为升压过程的目标高压。

2、压力快速降低模拟

与压力快速升高模拟相似，不同的是调压阀调节方向相反

在根据本发明的一个实施例中，模拟气体压力降低的试验方法包括准备阶段和试验阶段。

所述准备阶段包括如下步骤：

将所述试验系统的输出流路930的输入端的气体的温度按照试验温度要求，调整到目标温度；以及操作第四调压器10和第五调压器14，将所述第四调压器10的开度调小，所述第五调压器14的开度调大，使得试验系统的出口端30的气体的压力为降压过程的起始压力。

所述试验阶段包括如下步骤：

同时操作所述第四调压器10和所述第五调压器14，使所述第四调压器10的开度调大，所述第五调压器14的开度调小，使得试验系统的出口端30的气体的压力从所述起始压力降低为降压过程的目标低压。

本发明的保护点是：

1、附图标记1-8代表的元器件组成温度快速调节单元

本发明采用两种冷却设备串连方式进行温度调节。本发明在模拟温度快速变化中使用了蒸发器5进行温度调节。蒸发器5工作在两相换热状态。

2、附图标记1-8代表的元器件9-14组成压力调节单元

系统采用旁路排空的方式控制试验件前压力。旁路排空路连接在试验件前，并紧靠试验件。旁路排空路前设置压力调节阀14，稳定上游压力/ 流量。

3、使用方法

快速调节阀7和8、快速调节阀14和10成对使用，调节时需要行程相反，用于维持系统总阻力恒定。

上述示例性的实施例示出了解决本发明要解决的技术问题的技术方案中的一个实施例。在该实施例的示例下，其它符合本发明原理的等效和类似的手段都属于本发明保护的范围中。本发明的发明原理是，两次利用冷热气掺混分别完成温度上升、温度下降的过程，克服加热器、换热器、蒸发器等自身温度响应的延迟；利用在试验系统后端(尽可能靠近供气口处) 设置排空支路，以及主管路上快速调压阀门(全行程小于2s)改变局部阻力特性，实现引气压力瞬变模拟，克服压力调节缓慢的问题。

以上实施例中的各个特征还可以根据本发明原理在合理范围内作任意组合，这种组合也落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种模拟流体的温度和压力变化的试验系统，所述试验系统包括：

能够调节温度的加热流路(34)；

流体连通于加热流路(34)的升温流路(89)；

流体连通于加热流路(34)的降温流路(79)；

流体连通于所述升温流路(89)和所述降温流路(79)的输出流路(930)；以及

设置在所述输出流路(930)中的调压支路(1412)；其中

所述试验系统包括与流体源流体连通的入口端(3)和输出模拟流体的出口端(30)；

所述加热流路(34)中包括所述入口端(3)、与所述入口端(3)流体连通的加热器(1)、调节从所述加热流路(34)输出的流体的第一调压阀(2)和检测温度的第一温度传感器(4)；

所述降温流路(79)流体连接于所述加热流路(34)的输出端并包括彼此流体连通的蒸发器(5)和换热器(6)、和调节从所述降温流路(79)输出的流体的第二调压阀(7)；

所述升温流路(89)流体连接于所述加热流路(34)的所述输出端并包括调节从所述升温流路(89)输出的流体的第三调压阀(8)；

所述输出流路(930)包括与所述降温流路(79)和所述升温流路(89)的输出端流体连通的第二温度传感器(9)和所述出口端(30)；

所述调压支路(1412)设置在所述输出流路(930)中的所述第二温度传感器(9)与所述出口端(30)之间，并包括调节流入所述输出流路(930)的流体的第五调压阀(14)和检测压力的压力传感器(12)、以及设置在所述第五调压阀(14)下游并与所述出口端(30)旁路的第四调压阀(10)。

2.如权利要求1所述的模拟流体的温度和压力变化的试验系统，其特征在于：

所述第一温度传感器(4)设置在所述第一调压阀(2)与所述加热流路(34)的所述输出端之间；

所述第四调压阀(10)设置在所述第五调压阀(14)与所述压力传感器(12)之间并与所述压力传感器(12)和所述出口端(30)并联。

3.如权利要求2所述的模拟流体的温度和压力变化的试验系统，其特征在于：

所述第一调压阀(2)、所述第二调压阀(7)、所述第三调压阀(8)、所述第四调压阀(10)和所述第五调压阀(14)为能够快速调节的快速调压阀。

4.如权利要求2－3中的任何一项所述的模拟流体的温度和压力变化的试验系统，其特征在于：

所述流体是气体。

5.一种采用如权利要求1－4中任何一项所述的模拟流体的温度和压力变化的试验系统模拟流体压力升高的试验方法，所述试验方法包括准备阶段和试验阶段，

所述准备阶段包括如下步骤：

将所述试验系统的输出流路(930)的输入端的流体的温度按照试验温度要求，调整到目标温度；以及

操作第四调压阀(10)和第五调压阀(14)，将所述第四调压阀(10)的开度调大，所述第五调压阀(14)的开度调小，使得试验系统的出口端(30)的流体的压力为升压过程的起始压力；以及

所述试验阶段包括如下步骤：

同时操作所述第四调压阀(10)和所述第五调压阀(14)，使所述第四调压阀(10)的开度调小，所述第五调压阀(14)的开度调大，使得试验系统的出口端(30)的流体的压力从所述起始压力升高为升压过程的目标高压。

6.一种采用如权利要求1－4中任何一项所述的模拟流体的温度和压力变化的试验系统模拟流体压力降低的试验方法，所述试验方法包括准备阶段和试验阶段，

所述准备阶段包括如下步骤：

将所述试验系统的输出流路(930)的输入端的流体的温度按照试验温度要求，调整到目标温度；以及

操作第四调压阀(10)和第五调压阀(14)，将所述第四调压阀(10)的开度调小，所述第五调压阀(14)的开度调大，使得试验系统的出口端(30)的流体的压力为降压过程的起始压力；以及

所述试验阶段包括如下步骤：

同时操作所述第四调压阀(10)和所述第五调压阀(14)，使所述第四调压阀(10)的开度调大，所述第五调压阀(14)的开度调小，使得试验系统的出口端(30)的流体的压力从所述起始压力降低为降压过程的目标低压。

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