CN109269783B - 一种燃油喷嘴测试台防雾装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃油喷嘴测试台防雾装置，包括测试台箱体，燃油喷嘴安装在测试台箱体内部上方，测试台箱体内部还包括丝状吸附层、稳流板和抽气口；丝状吸附层设置在燃油喷嘴下方，稳流板设置在丝状吸附层下方；抽气口设置在稳流板下方。本发明的有益效果是，该防雾装置在丝状吸附层附近区域产生均匀负压，降低抽气对喷嘴雾化角度的干扰；丝状吸附层能够有效的防止雾化后的燃油颗粒反弹，更好的吸附悬浮状油滴；测试台箱体内侧表面有毛状物，油雾直接吸附在毛状物上；钢丝网上下调节方便调节丝状吸附层的厚度和密度；流量调节阀用于调节抽气口的流量，防止抽气流量过大影响测试台内腔的测试区域。

Description

一种燃油喷嘴测试台防雾装置

技术领域

本发明涉及燃油喷嘴测试装置的附属装置领域，尤其是涉及一种燃油喷嘴测试台防雾装置。

背景技术

燃油喷嘴是航空发动机的关键零部件，对航空发动机燃烧室性能具有重大影响。油雾的最小点火能量与油雾的索太尔平均直径呈正比，SMD越大，点火越困难；粗大雾滴在火焰筒中能穿过燃气到达火焰筒内壁，引起壁面过热和积焦；雾滴粗细不均匀，会造成燃烧室出口温度场不均匀；喷雾锥角过大，油滴大到火焰筒内壁造成头部烧蚀；喷雾锥角过小，更多油滴集中在火焰筒中心区燃烧，中心富油，使燃烧不完全，易于冒烟。因此，燃油浓度分布及雾滴尺寸对燃烧完全度、点火、出口温度场和排放污染等均有很大影响。油雾特性的测量，对喷嘴设计、质量控制和改进是相当重要的，对燃烧室设计，火焰筒内部的雾化摻混、蒸发和燃烧的组织与控制，燃烧室故障诊断以及改善燃烧室性能也很重要。喷嘴燃油流量、喷雾锥角、周向分布均匀性是喷嘴的宏观特性，而雾滴尺寸及其分布、雾滴速度、雾滴数密度等是油雾的微观特性。

燃油喷嘴测试台是专门为检测喷嘴燃油流量、喷雾锥角、周向分布均匀性性能的一种实验设备，其测试原理是在实验台上安装燃油喷嘴后，模拟喷嘴供油使燃油从喷嘴口高速喷出，进而测试其各种性能。但是其技术难点是从喷嘴喷出的燃油是在高压下高度雾化，除可测量的锥形喷雾外，在测试台内腔中还会充满颗粒更细的悬浮状高浓度油雾，进而干扰雾化质量和雾化角度测试精度；现有的解决方式是在高强度的灯光照射下进行测试来减少误差，但是该方法的作用有限，微细的悬浮状高浓度油雾仍然充满测试台内腔，部分悬浮油珠撞击测试台内腔壁还会出现反弹，在内部高速气流的作用下又返回至锥形喷雾测试区域，干扰测试结果，导致测试结果精度的提高遇到瓶颈。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种燃油喷嘴测试台防雾装置，在测试台箱体内部增加带孔稳流板和丝状吸附层，其中稳流板用于让测试台内腔的气流均匀被抽气泵抽出，使得稳流板和丝状吸附层附近区域产生均匀负压，降低抽气对喷嘴雾化角度的干扰；丝状吸附层能够有效的防止雾化后的燃油颗粒反弹，更好的吸附悬浮状油滴。该防雾装置可以在不影响雾化角度的情况下，快速降低测试腔内的燃油悬浮物浓度，从而提高喷雾锥角等喷嘴参数的测试精度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种燃油喷嘴测试台防雾装置，包括测试台箱体，燃油喷嘴安装在测试台箱体内部上方，测试台箱体内部还包括：

设置在燃油喷嘴下方的丝状吸附层，以及

稳流板，其设置在丝状吸附层下方，用于均匀通过气流；

抽气口，其设置在稳流板下方，用于在稳流板和丝状吸附层附近区域产生负压；

所述测试台箱体内侧表面有毛状物，毛状物用于吸附侧面区域油雾，减少油雾反弹至测试区域。

进一步地，所述燃油喷嘴可拆卸地安装在喷头上，喷头固定安装在夹具上，夹具固接在测试台箱体；喷头贯穿至测试台箱体外部连接燃油进管。

进一步地，所述丝状吸附层填充物是金属丝。

进一步地，所述丝状吸附层上方还有一层钢丝网，钢丝网用于限制丝状吸附层在钢丝网和稳流板之间；所述钢丝网的位置可上下调节，用于限定丝状吸附层的厚度。

进一步地，所述稳流板是均匀分布有孔的板状物。

进一步地，所述抽气口连接抽气管，抽气管连接抽气泵；所述抽气管上还安装有流量调节阀。

本发明还公开了一种燃油喷嘴测试台防雾方法，包括步骤：

S1、在喷头3上安装喷嘴2，接通燃油管5；

S2、启动测试台，使喷嘴2在规定参数下喷出锥形的燃油喷雾13；

S3、启动抽气泵11，抽气泵11在丝状吸附层7附近产生负压，带走悬浮状高浓度油雾；

S4、测试喷雾锥角等喷嘴雾化性能参数。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.该防雾装置在测试台箱体内部增加带孔稳流板和丝状吸附层，其中稳流板用于让测试台内腔的气流均匀被抽气泵抽出，使得稳流板和丝状吸附层附近区域产生均匀负压，降低抽气对喷嘴雾化角度的干扰；丝状吸附层能够有效的防止雾化后的燃油颗粒反弹，更好的吸附悬浮状油滴；

2.该防雾装置的测试台箱体内侧表面有毛状物，毛状物增加了其和悬浮状高浓度油雾接触面积，油雾直接粘附在毛状物上，不易反弹；

3.该防雾装置的钢丝网可以上下调节，方便调节丝状吸附层的厚度和密度，丝状吸附层的厚度和密度在较佳的状况下可以促进抽气泵的负压在丝状吸附层附近均匀分布，同时可以使滴洒、漂浮在在丝状吸附层一旦进入丝状吸附层附近就被负压抽离，在抽离过程中碰撞到金属丝则被吸附；

4.该防雾装置的流量调节阀用于调节抽气口的流量，防止抽气流量过大影响测试台内腔的测试区域。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的B部剖面示意图；

图3为本发明的A部剖面示意图；

图4为本发明的稳流板俯视示意图；

图5为本发明的无防雾装置下的测试台内部的测试结果。

附图标记说明：1-测试台箱体；2-燃油喷嘴；3-喷头；4-夹具；5-燃油进管；6-钢丝网；7-丝状吸附层；8-稳流板；9-抽气管；10-流量调节阀；11-抽气泵；12-抽气口；13-燃油喷雾；14-毛状物；15-孔。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1和图2所示，本发明提供了一种燃油喷嘴测试台防雾装置，包括测试台箱体1，燃油喷嘴2安装在测试台箱体1内部上方，测试台箱体内部1还包括丝状吸附层7、稳流板8和抽气口12，其中：丝状吸附层7设置在燃油喷嘴2下方，稳流板8设置在丝状吸附层7下方，用于均匀通过气流；抽气口12，其设置在稳流板8下方，用于在稳流板8和丝状吸附层7附近区域产生负压。需要说明的是，本发明的技术构想主要是如何减少测试过程产生的悬浮状高浓度油雾对测试区域的干扰；测试区域是一个燃油喷嘴2正下方产生的锥形的燃油喷雾13，经过测试过的燃油喷雾13应及时被抽离走，不应继续由于反弹或者气流的窜流将其又带回燃油喷雾13的锥形区域，否则会影响实验的测量结果。本发明解决油雾问题的技术方案分两步，一是减少悬浮状高浓度油雾反弹，也就是油雾一旦进入回收区则几乎全部被吸附，这需要有个条件就是让悬浮状高浓度油雾和固体物发生碰撞的概率增加，而无序的团状的丝状物是理想的选择；因为根据常识理论，当液体与固体表面接触时，由于固体表面分子对液体的作用力大于液体分子间的作用力，液体分子将向固液界面密集，同时降低了固液界面能，这种密集作用即发生了吸附。二是在吸附区域产生负压，负压可以使得悬浮状高浓度油雾一旦进入吸附区域进很难脱离该区域直至碰撞到丝状物产生吸附；但是该负压必须是一个合理的范围，过大则对实验区域的气流产生影响，导致测量结果发生偏差，过小则难以产生实质性的抽吸效果。在具体实施过程中，为了让抽吸更加均匀，所以还需要稳流板，让抽吸的气流均匀地从丝状吸附层7流出，其相对立的结果是，若丝状吸附层7的放置并不均匀，那么有厚有薄，薄的地方的气流相对更容易通过，那么负压集中在薄的丝状吸附层7通道，气流过分集中就会影响实验区域的气流走向，反之气流比较均匀就会弱化气流的抽吸作用，只在丝状吸附层7附近产生负压即可。

所述燃油喷嘴2具体的安装结构是，燃油喷嘴2可拆卸地安装在喷头3上，喷头3固定安装在夹具4上，夹具4固接在测试台箱体1；喷头3贯穿至测试台箱体1外部连接燃油进管5。

如图3所示，优选地，所述测试台箱体1内侧表面有毛状物14，毛状物14用于吸附侧面区域油雾，减少油雾反弹至测试区域。毛状物14的设计可以增大悬浮状高浓度油雾和固体物发生碰撞的面积，使得进入此毛状物区域的油雾大部分被吸附，防止再被气流带回测试区域；毛状物可以是塑料刷毛、棕树毛等。

如图2所示，优选地，所述丝状吸附层7填充物是金属丝，如常见的钢丝球，钢丝球弹性较好，透气性佳，既能起到吸附悬浮状高浓度油雾的作用，又能使得抽吸不会发生堵塞；其它类似性能的材料应该视作本方法的启发。

优选地，所述丝状吸附层7上方还有一层钢丝网6，钢丝网6用于限制丝状吸附层7在钢丝网6和稳流板8之间；所述钢丝网6的位置可上下调节，用于限定丝状吸附层7的厚度。

优选地，所述稳流板8是均匀分布有孔15的板状物。因为一般情况下，金属丝是比较蓬松的，后端的抽吸气流容易影响到实验区域，加上钢丝网6就可以让金属丝处于压缩状态，增加丝状吸附层7的密度。

优选地，所述抽气口12连接抽气管9，抽气管9连接抽气泵11；所述抽气管9上还安装有流量调节阀10。流量调节阀10的作用在于，抽气泵11的流量往往是定量的，有时候很难去调节，流量调节阀10可以对抽吸的流量进行调节，防止抽吸流量过大从而影响实验区域的气流。

一种燃油喷嘴测试台防雾方法，包括步骤：

S1、在喷头3上安装喷嘴2，接通燃油管5；

S2、启动测试台，使喷嘴2在规定参数下喷出锥形的燃油喷雾13；

S3、启动抽气泵11，抽气泵11在丝状吸附层7附近产生负压，带走悬浮状高浓度油雾；

S4、测试喷雾锥角等喷嘴雾化性能参数。

如图5所示，该图给出了有无防雾装置下的测试台内部直观的测试结果，该实验例以打开副油路、关闭主油路的情况下，该实验喷嘴的燃油喷雾13的锥角大约是60°，无防雾装置的情况下，抽气泵可以改善可见度，但是对试验区域的影响较大，会让燃油喷雾13的锥角产生扭动；加装防雾装置后，可以看出该防雾装置改善了实验可见度，同时还降低抽吸区域对实验区域的影响，该防雾装置对测试台有突出的改良效果。

可以得出的是，该防雾装置在测试台箱体内部1增加带孔稳流板8和丝状吸附层7，其中稳流板8用于让测试台内腔的气流均匀被抽气泵11抽出，使得稳流板8和丝状吸附层7附近区域产生均匀负压，降低抽气对喷嘴雾化角度的干扰；丝状吸附层7能够有效的防止雾化后的燃油颗粒反弹，更好的吸附悬浮状油滴；该防雾装置的测试台箱体1内侧表面有毛状物14，毛状物14增加了其和悬浮状高浓度油雾接触面积，油雾直接粘附在毛状物14上，不易反弹；该防雾装置的钢丝网6可以上下调节，方便调节丝状吸附层7的厚度和密度，丝状吸附层7的厚度和密度在较佳的状况下可以促进抽气泵11的负压在丝状吸附层7附近均匀分布，同时可以使滴洒、漂浮在在丝状吸附层7的油雾一旦进入丝状吸附层7附近就被负压抽离，在抽离过程中碰撞到金属丝则被吸附；该防雾装置的流量调节阀10用于调节抽气口的流量，防止抽气流量过大影响测试台内腔的测试区域。

以上揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作地等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种燃油喷嘴测试台防雾装置，包括测试台箱体（1）以及安装在箱体（1）内的燃油喷嘴（2），其特征在于，测试台箱体内部（1）还设有：

设置在燃油喷嘴（2）下方的丝状吸附层（7）；

稳流板（8），其设置在丝状吸附层（7）下方，用于均匀通过气流；

抽气口（12），其设置在稳流板（8）下方，用于在稳流板（8）和丝状吸附层（7）附近区域产生负压；

所述测试台箱体（1）内侧表面设有毛状物（14），毛状物（14）用于吸附侧面区域油雾，减少油雾反弹至测试区域；

所述燃油喷嘴（2）可拆卸地安装在喷头（3）上，喷头（3）固定安装在夹具（4）上，夹具（4）固接在测试台箱体（1）内；喷头（3）贯穿至测试台箱体（1）外部连接燃油进管（5）；

所述丝状吸附层（7）的填充物是金属丝；

所述一种燃油喷嘴测试台防雾装置的一种燃油喷嘴测试台防雾方法，包括：

S1、在喷头（3）上安装喷嘴（2），接通燃油管（5）；

S2、启动测试台，使喷嘴（2）在规定参数下喷出锥形的燃油喷雾（13）；

S3、启动抽气泵（11），抽气泵（11）在丝状吸附层（7）附近产生负压，带走悬浮状高浓度油雾；

S4、测试喷雾锥角等喷嘴雾化性能参数。

2.如权利要求1所述的一种燃油喷嘴测试台防雾装置，其特征在于：所述丝状吸附层（7）上方还设有一层钢丝网（6）；所述钢丝网（6）的位置可上下调节，用于限定丝状吸附层（7）的厚度。

3.如权利要求1所述的一种燃油喷嘴测试台防雾装置，其特征在于：所述稳流板（8）上均匀分布有孔（15）。

4.如权利要求1所述的一种燃油喷嘴测试台防雾装置，其特征在于：所述抽气口（12）连接抽气管（9），抽气管（9）连接抽气泵（11）；所述抽气管（9）上还安装有流量调节阀（10）。