CN109808916B - 一种燃油配水及管路结冰量测量一体化试验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种燃油配水及管路结冰量测量一体化试验装置及方法，装置包括试验盘管、燃油配水系统、温度控制系统、数据采集系统、过滤系统。其中，燃油配水系统包括调温油箱、配比油箱、低温燃油定量配水混合装置；温度控制系统包括氮气冷却子系统、液体水浴热交换子系统；数据采集系统包括流量计、铂电阻温度计、热电偶温度计、库伦法卡尔费休水分仪以及电子秤；过滤系统包括过滤器、水分离器。该试验方法配制低温燃油与定量液态水的均匀混合，用于监测、调节燃油和环境室温度及降温速率，循环使用试验用油，测量低温燃油管路结冰量，使燃油管路结冰试验通过本发明在接近真实飞行环境条件下实现，为飞机燃油管路系统结冰适航验证提供技术支持。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃油配水及管路结冰量测量一体化试验装置及方法，属于燃油管路系统及防除冰领域。
背景技术
燃油在贮存、运输、加注等过程中，由于种种原因可能混入水分，使得燃油中参杂水分。另外，飞机穿过潮湿的空气飞行时会吸入一些水分。飞机爬高经过一段低温飞行后，再下降到较低高度飞行时，又会加剧燃油中的水分析出。当飞机在高空持续飞行时(11000m高度，温度为-56℃)或者长时间在寒冷低温条件下飞行时，低温会导致燃油中的水分冻结成冰，引起油滤或输油管发生堵塞，其后果使流向发动机的燃油部分或完全被阻断，从而引起发动机出现供油不足或熄火，严重威胁飞行安全。因此，发明一种燃油配水及管路结冰量测量一体化试验装置及方法，用以研究燃油管路系统结冰特性显得尤为重要。
飞机燃油系统及其部件防结冰试验在美、英、法等国已经比较成熟。随着我国国产大飞机研制工作的推进，燃油系统及其部件防冰适航认证工作也提上日程，但是目前国内燃油结冰试验研究还缺乏成熟经验。现有技术存在以下问题：
(1)常规燃油配水装置及方法使燃油和液态水混合不均匀，燃油含水量不可精确控制；
(2)监控、调节燃油温度和环境温度及其降温速率能力差，无法完全模拟真实飞行环境条件；
(3)现有燃油管路结冰试验装置将动力泵通过支架固定在低温环境内，低温导致支架变形，使动力泵出现摆振现象，引发燃油流量不稳定；
(4)现有燃油管路结冰试验装置中燃油携带灰尘以及金属颗粒物，影响燃油管路结冰特性分析结论；
(5)试验用油不可循环，成本极大，试验装置结构复杂。
因此为了能够更好得掌握飞机燃油管路系统在真实飞行环境条件下的结冰特性，并且允许进行低成本的重复性试验研究，建立一套燃油配水及管路结冰量测量一体化试验装置及方法就成为了必然要求。
发明内容
本发明目的是针对上述问题,提供一种燃油配水及管路结冰量测量一体化试验装置及方法, 可以配制低温燃油与定量液态水的均匀混合，可以监测、调节燃油和环境室温度及降温速率，可以循环使用试验燃油，可以观察低温环境下燃油管路结冰现象和测量试验段燃油管路结冰量。
本发明为实现上述目的，采用如下方案：
一种燃油配水及管路结冰量测量一体化试验装置，该试验装置包括试验盘管、燃油配水系统、温度控制系统、数据采集系统以及过滤系统：
所述燃油配水系统包括调温油箱、配比油箱以及低温燃油定量配水混合装置。所述调温油箱储存低温饱和燃油，低温饱和燃油经过配比油箱完成定量充分均匀配水。所述配比油箱内置低温燃油定量配水混合装置，所述低温燃油定量配水混合装置包括混合管道和微锥孔振动雾化配水装置，所述微锥孔振动雾化喷水装置安装在混合管道顶部，并伸入混合管道内部喷射雾化水，低温燃油经过距离混合管道顶部53mm-63mm之间沿周向均匀开设若干个等高等面积的表面矩形孔，形成湍流，涌入混合管道与雾化水均匀混合，由底部出油口流出，完成配水后的燃油流经试验盘管发生管路结冰现象。
所述试验盘管安装在环境室内，所述试验盘管上设有入口、出口，盘管的入口与配比油箱的出口相连，盘管的出口连接到过滤器。所述试验盘管入、出口两端设有可拆卸试验段，所述试验段通过法兰盘和卡箍与盘管相连，用于观察燃油管路结冰现象以及测量试验段管路结冰量。
所述过滤系统包括过滤器和水分离器。所述过滤器，内置滤芯，填充吸水棉，固定连接高位出油口，其用于过滤燃油中携带的灰尘以及金属颗粒物，并且将燃油中携带的冰晶沉淀于过滤器底部，由排水口排出。所述水分离器分为上、中、下三段，所述中下段衔接处使用黄铜网作为容器，填充吸水树脂，其用于吸收未溶解水。低温燃油经过过滤系统和温度控制系统中的液体水浴热交换子系统，最终通过防爆燃油齿轮泵送系统返回调温油箱。
所述温度控制系统包括氮气冷却子系统、液体水浴热交换子系统。所述氮气冷却子系统向环境室输入液氮制冷，根据真实飞行环境条件设定降温速率；所述液体水浴热交换子系统包括恒温水箱、恒温加热电阻模块以及换热盘管，所述恒温加热电阻模块安装于恒温水箱底部，设定恒温水箱温度，加热热水。所述换热盘管沉浸在恒温热水中，换热盘管入口与水分离器的出口相连，换热盘管出口连接到防爆燃油齿轮泵送系统，冷燃油流经换热盘管进行对流换热，维持调温油箱内饱和低温燃油温度。同时，恒温水箱为低温燃油定量配水混合装置中的混合管道水浴槽提供可循环恒温热水，实现直接对低温燃油完成充分均匀配水。
调温油箱内低温燃油始终处于试验温度下的饱和状态，低温饱和燃油含水量不变，实现低温燃油配水含量精确控制和试验燃油可循环利用。
所述数据采集系统包括流量计、铂电阻温度计、若干热电偶温度计、库伦法卡尔费休水分仪以及电子秤。所述流量计安装于防爆燃油齿轮泵送系统入口，用于监测燃油体积流量；所述铂电阻温度计安装于环境室内，用于监测环境室温度；所述若干热电偶温度计分别安装于配比油箱、过滤器、回油管道以及恒温水箱内，监测进口燃油温度、出口燃油温度、回油温度以及恒温热水温度。所述库伦法卡尔费休水分仪用于测量盘管入口以及盘管出口试验燃油样本含水量；所述电子秤用于测量试验段燃油管路结冰量。
本发明还提供基于上述一种燃油配水及管路结冰量测量一体化试验装置的试验方法，该方法包括以下步骤：
(1)连接仪器、设备，对整个试验装置进行检测；
(2)关闭环境室舱门，接通防爆燃油齿轮泵送系统，打开设定试验管路，接通过滤系统回路，燃油经过过滤器及水分离器，过滤掉燃油中杂质及未溶解水；调节防爆燃油齿轮泵流量，根据试验要求设定为AL/min，燃油继续循环；
(3)打开氮气冷却子系统向环境室内输入液氮，铂电阻温度计监测环境室内温度，反馈氮气冷却子系统控制降温速率，直至温度达到试验环境温度；
(4)接通液体水浴热交换子系统，加热恒温水箱，打开换热器回路，根据回油路热电偶温度计监测的燃油温度，调节水箱温度，使调温油箱内燃油温度恒定在试验温度；打开低温燃油定量配水混合装置中的叶轮泵，为混合管道水浴槽提供可循环热水，加热壁面，防止低温燃油配水过程中发生结冰，堵塞管路；
(5)接通低温燃油定量配水混合装置，设定注射泵速率为BmL/min；设定过饱和燃油含水量为Cppm，试验温度下燃油饱和含水量为Dppm，则注射泵速率为BmL/min＝A*(C-D)；
(6)用离心管分别在配比油箱取样口、盘管进口取样口、盘管出口取样口、水分离器过饱和燃油取样口以及饱和燃油取样口采集燃油样本，利用库伦法卡尔费休水分仪得到燃油样品中的水含量；
(7)循环设定试验时长后，关闭低温燃油定量配水混合装置、防爆燃油齿轮泵送系统、氮气冷却子系统以及液体水浴热交换子系统，打开环境室舱门，取下试验段，进行拍照及称量，利用电子秤得到试验段燃油管路结冰量；
(8)试验结束后，对试验装置进行清理，去除管路内残余冰及环境室内冷凝水，打开排水阀放出部分沉积水，必要时更换过滤器滤芯及水分离器吸水树脂。
本发明采用上述技术方案有如下技术效果：
(1)燃油配水系统通过低温燃油定量配水混合装置和液体水浴热交换子系统，使燃油配水工作范围扩展到-20℃-30℃；
(2)低温燃油定量配水装置，可以实现将定量水雾化成体积量级非常小的水雾，最小直径可达5μm，并且经过含水量测试结果显示，燃油样品含水量结果稳定，即认为燃油与液态水混合均匀；
(3)防爆燃油齿轮泵送系统置于环境室外，与外界环境接触，避免由于固定支架变形而引发的燃油泵摆振现象，流量计监测显示燃油体积流量稳定；
(4)温度控制系统调节环境室温度和燃油温度以及降温速率，使试验温度环境更符合真实飞行环境条件；
(5)数据采集系统实时监测环境室温度、燃油温度和恒温水箱温度，库伦法卡尔费休水分仪测量燃油样品含水量，电子秤测量试验段燃油管路结冰量；
(6)过滤系统可以过滤燃油中携带的冰晶、灰尘以及金属颗粒物，避免影响燃油管路结冰性能分析，同时保护防爆燃油齿轮泵送系统；
(7)水分离器吸收燃油中未溶解水，液体水浴热交换子系统维持试验燃油温度，使调温油箱内低温燃油始终处于试验温度下的饱和状态，低温饱和燃油含水量不变，实现低温燃油配水含量精确控制。
(8)试验用油可以循环利用，减少试验成本，简化试验装置结构。
有益效果
本发明通过燃油配水系统、防爆燃油齿轮泵送系统、温度控制系统、数据采集系统、过滤系统、集成电控系统等实现了燃油配水及管路结冰量测量一体化设计，可以配制低温燃油与定量液态水的均匀混合，可以监测、调节燃油温度和环境室温度及其降温速率，可以过滤燃油中携带的少量冰晶、灰尘以及金属颗粒物，可以循环使用试验用油，可以观察低温环境下燃油管路结冰现象，可以测量试验段燃油管路结冰量，为探索燃油管路结冰机理提供便捷、高效的试验平台，为大飞机燃油管路系统结冰适航验证提供技术支持。
附图说明
图1为本发明一种燃油配水及管路结冰量测量一体化试验装置总体结构示意图；
图2为调温油箱示意图；
图3为微锥孔振动雾化喷水装置雾化喷头；
图4为微锥孔振动膜片示意图；
图5为配比油箱与低温燃油定量配水混合装置示意图；
图6为试验盘管3D建模图；
图7为过滤器示意图；
图8为水分离器示意图；
图9至图12为液体水浴热交换子系统原理图；
图1中，1-调温油箱，2-配比油箱，3-低温燃油定量配水混合装置，4-耐低温钢丝软管，5-防爆燃油齿轮泵，6-环境室，7-氮气冷却子系统输入口8-液体水浴热交换子系统， 9-过滤器，10-水分离器，11-盘管，12-0.5英寸试验段，13-1英寸试验段，14-1.5英寸试验段，15-恒温水箱，16-换热盘管，17-流量计，18-热电偶温度计，19-铂电阻温度计，20-燃油取样口，21-排水阀22-放气阀，23-软管不锈钢喉箍，24-叶轮泵，25-橡胶软管，26-卫生球阀；
图2中，1.1-出油口，1.2-回油口，1.3-排水口；
图3中，3.2-微锥孔振动雾化喷水装置；
图5中，2.1-进油口，2.2-出油口，3.1-混合管道，3.1.1-收缩加速段管道，3.1.2-加湿混合管道，3.1.3-水浴槽，3.1.4-矩形孔；
图7中，8.1-滤芯，8.2-出油口，8.3-排水口，8.4-进油口；
图8中，10.1-上段水分离器，10.2-中端水分离器，10.3-下端水分离器，10.4-黄铜网， 10.5-吸水树脂，10.6-进油口，10.7-出油口。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征以及优势能够更加明显易懂，下面将结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的介绍说明。
在下面的描述中会阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，本领域相关人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受公开的具体实例的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明的保护范围。
如图1至图12所示，本发明提供一种燃油配水及管路结冰量测量一体化试验装置，该装置包括燃油配水系统、温度控制系统、数据采集系统以及过滤系统：
所述燃油配水系统包括调温油箱1、配比油箱2、低温燃油定量配水混合装置3；
所述温度控制系统包括氮气冷却子系统、液体水浴热交换子系统8；
所述数据采集系统包括流量计17、若干热电偶温度计18、铂电阻温度计19、库伦法卡尔费休水分仪以及电子秤；
所述过滤系统包括过滤器9和水分离器10。
其中，a：长，b：宽，h：高，c：壁厚，φ：直径,d：内径。
进一步的，前述燃油配水系统中，1外部尺寸：1500*200*800mm(a、b、h)，容积为240L；高位1.1直径φ＝40mm，通过管道连接2；低位1.2直径φ＝40mm；底部1.3直径φ＝50mm，排放底部沉降水。2外部尺寸为：170*370mm(φ、h)，容积为8.4L，中位2.1 直径φ＝40mm；底部2.2直径φ＝40mm，与3.2出油口连接。
进一步的，前述燃油配比系统中，3主要分为混合管道3.1和微锥孔振动雾化喷水装置3.2。收缩加速段管道3.1.1整体呈收缩状，燃油流速增大；在距离加湿混合管道3.1.2顶部 3mm-48mm之间加装水浴槽3.1.3，分别在水浴槽3.1.3顶部和底部区域开设6mm(内径d) 管道用于恒温热水循环；在距离顶部53mm-63mm之间沿周向均匀开设3个等高等面积的矩形孔3.1.4，试验燃油经过矩形孔3.1.4，形成湍流后涌入混合管道与雾化水均匀混合，从出油口2.2流出。微锥孔振动雾化喷水装置3.2分为雾化喷头和振动膜片，雾化喷头为中空圆柱，外壁侧面开设截面为1×1mm2贯穿圆柱轴向的矩形槽，底部安装振动膜片，顶部固定安装滴定软管，微锥孔振动雾化喷水装置3.2安置在混合管道3.1内根据需要调整位置。图4中，4(a) 为微锥孔振动膜片上微锥孔布散器的坐标示意图，4(b)为单个微锥孔的示意图。
进一步的，前述盘管11内径分别为0.5inch、1.0inch以及1.5inch，长度均为22m，采用盘管设计减小试验装置体积。所述试验盘管入、出口两端设有可拆卸试验段，长度均为0.6m，0.5英寸试验段、1英寸试验段、1.5英寸试验段12-14通过法兰盘和卡箍与盘管相连，用于观察燃油管路结冰现象以及测量结冰量。
进一步的，前述温度控制系统中，氮气冷却子系统向环境室6内输入液氮，根据真实飞行环境条件设定降温速率，最低温度为-40℃。
液体水浴热交换子系统8水温调节范围为0℃-100℃，其中加热电阻模块安装于恒温水箱 15底部，设定恒温水箱15温度，加热热水；所述换热盘管16沉浸在恒温热水中，换热盘管 16入口与水分离器10的出口相连，换热盘管16出口连接到防爆燃油齿轮泵5，冷燃油流经换热器进行对流换热，维持调温油箱内饱和低温燃油温度；同时，恒温水箱15为水浴槽3.1.3 提供可循环恒温热水，实现直接对低温燃油完成充分均匀配水。
进一步的，前述数据采集系统中，流量计17位于防爆燃油齿轮泵5的入口端，用于监测燃油体积流量，测量精度达0.1L/h；热电偶温度计18分别安装于配比油箱2、过滤器9、回油管道以及恒温水箱15内，用于监测进口燃油温度、出口燃油温度、回油温度以及恒温热水温度，测量精度达0.1℃；19安装于环境室6内，用于监测环境室温度，测量精度达0.1℃；库伦法卡尔费休水分仪准确地测量盘管11入口以及盘管11出口试验燃油样本含水量，测量精度达0.01ppm；所述电子秤用于测量试验段燃油管路结冰量，测量精度达0.01g。
进一步的，前述过滤系统中，过滤器9外部尺寸为：150*150*900mm(a、b、h)，内置滤芯，滤芯8.1外部尺寸：100*655(φ、h)，填充吸水棉，固定连接高位出油口8.2，其用于过滤燃油中携带的灰尘以及金属颗粒物，并且将燃油中携带的冰晶沉淀于过滤器底部，由排水口8.3排出。水分离器10分为上、中、下三段，外部尺寸均为：150*150*180mm(a、b、h)，底端采用漏斗状，有利于沉淀水排出。中端水分离器10.2和下端水分离器10.3 衔接处使用黄铜网10.4作为容器，填充吸水树脂，其用于吸收未溶解水。
具体实例：
选取3#航空燃油进行低温燃油过饱和配水以及管路结冰量测量试验，试验燃油温度设定为-10℃(-10℃温度下3#航空燃油饱和含水量为42ppm)，工作时长设定为1h。
参照上述试验状态进行的试验步骤为：
(1)连接仪器、设备，对整个试验装置进行检测；
(2)关闭环境室舱门，接通防爆燃油齿轮泵送系统量设定为80L/min，打开设定试验管路，接通过滤系统回路，燃油经过过滤器及水分离器，过滤掉燃油中杂质及未溶解水，循环30min。调节防爆燃油齿轮泵流量，设定为600L/h，燃油继续循环；
(3)打开氮气冷却子系统向环境室内输入液氮，铂电阻温度计监测环境室内温度，热电偶温度计监测燃油温度，反馈氮气冷却系统控制降温速率，直至环境室温度达到-20℃,燃油温度达到-10℃；
(4)接通液体水浴热交换子系统，加热恒温水箱，打开换热器回路，根据回油路热电偶温度计监测燃油温度，调节水箱温度使燃油温度恒定在-10℃。打开低温燃油定量配水混合装置中的叶轮泵，为混合器水浴槽提供可循环热水，加热壁面；
(5)接通低温燃油定量配水混合装置，微锥孔振动膜片外接信号发生器(117mV，200kHz)，功率放大器，以及示波器；滴定软管外接微量注射器，设定注射泵速率为2.5mL/min，水滴经过雾化，喷入混合管道，与燃油均匀混合，从底部出油口流出；
(6)装置持续工作1h，每间隔10min用离心管分别在配比油箱取样口、盘管进口取样口、盘管出口取样口、水分离器过饱和燃油取样口以及饱和燃油取样口采集燃油样本；
(7)1h后，关闭低温燃油定量配水混合装置、防爆燃油齿轮泵送系统、氮气冷却子系统以及液体水浴热交换子系统，打开环境室舱门，取下试验段，进行拍照及称量；
(8)经过库伦法卡尔费休水分仪测量，盘管进口取样口燃油样品中水含量平均值为264ppm，盘管出口取样口样品燃油中水含量平均值为100ppm，水分离器过饱和取样口样品燃油中平均水含量为85ppm，水分离器饱和取样口样品燃油中平均水含量为50ppm；经过电子秤测量，试验段燃油管路结冰量为8.2g；
(9)上述数据说明，燃油配水系统可以实现低温燃油定量均匀配水，过滤系统工作有效可靠，燃油管路结冰量可测量。
(10)试验结束后，对试验装置进行清理，去除管路内残余冰及环境箱内冷凝水，打开排水阀放出部分沉积水，必要时更换过滤器滤芯及水分离器吸水树脂。
针对FAR 25§25.951(C)规定“用于涡轮发动机的燃油系统在使用下述状态的燃油时，必须能在其整个流量和压力范围内持续工作：燃油现在27℃时用水饱和，并且每10L燃油含有所添加的2mL游离水，燃油冷却到运行中很可能遇到的最临界结冰条件。”本发明提供配制低温环境下饱和燃油和过饱和燃油以及燃油管路结冰量测量的装置及方法，为大飞机燃油管路系统结冰适航验证提供技术支持。
以上所述为本发明较好的具体实施方案，但本发明所要求的保护范围不局限于此种方案。在熟悉本领域的工程技术人员所选定的具体参数，在本发明要求的技术范围之内的，都应包含于本发明要求的保护范围之中。
Claims (1)
1.一种燃油配水及管路结冰量测量一体化试验装置的试验方法，其特征在于，所述试验方法基于以下试验装置实现：
所述试验装置包括试验盘管、燃油配水系统、温度控制系统、数据采集系统以及过滤系统；
所述试验盘管安装在环境室内，所述试验盘管上设有入口、出口，试验盘管的入口与配比油箱的出口相连，试验盘管的出口连接到过滤器；
所述燃油配水系统将位于环境室内的调温油箱与外部的配比油箱通过管路连接起来，所述调温油箱内储存低温饱和燃油，低温饱和燃油经过配比油箱完成定量充分均匀配水；
所述温度控制系统包括氮气冷却子系统、液体水浴热交换子系统，所述氮气冷却子系统连接到环境室内，用于使环境室温度和燃油温度匀速下降；所述液体水浴热交换子系统连接过滤系统，使燃油维持在试验温度；
所述数据采集系统测量试验盘管入口以及试验盘管出口试验燃油样本含水量，并且利用电子秤测量试验段燃油管路结冰量；
试验燃油经过过滤系统和液体水浴热交换子系统，最终通过防爆燃油齿轮泵送系统返回调温油箱；
所述燃油配水系统包括调温油箱、配比油箱以及低温燃油定量配水混合装置，其中：
所述调温油箱安装于环境室内，调温油箱周围设有试验盘管；所述试验盘管入、出口两端设有可拆卸试验段，所述试验段通过法兰盘和卡箍与试验盘管相连，用于观察燃油管路结冰现象以及测量结冰量；
所述低温燃油定量配水混合装置安装在配比油箱内，所述低温燃油定量配水装置包括混合管道以及微锥孔振动雾化喷水装置，所述微锥孔振动雾化喷水装置安装在混合管道顶部，并伸入混合管道内部喷射雾化水，低温燃油经过混合管道表面矩形孔，形成湍流，涌入混合管道与雾化水均匀混合，由底部出油口流出；
所述试验盘管入口连接耐低温钢丝软管，试验盘管出口、过滤器入口以及防爆燃油齿轮泵送系统入口均连接有耐低温钢丝软管，携带冰晶的低温燃油快速通过软管，避免冰晶沉淀堆积堵塞管路；
所述过滤系统中包含过滤器和水分离器，低温燃油经过过滤器、水分离器和液体水浴热交换子系统，最终通过防爆燃油齿轮泵送系统返回调温油箱；耐低温钢丝软管与防爆燃油齿轮泵送系统连接，燃油绕过过滤系统返回调温油箱，减少过滤吸水棉与吸水树脂的消耗；
所述温度控制系统包括氮气冷却子系统、液体水浴热交换子系统，其中：
所述氮气冷却子系统向环境室内输入液氮制冷，根据真实飞行环境条件设定降温速率；
所述液体水浴热交换子系统包括恒温水箱、恒温加热电阻模块以及换热盘管，所述恒温加热电阻模块安装于恒温水箱底部，设定恒温水箱温度，加热热水；所述换热盘管沉浸在恒温热水中，换热盘管入口与水分离器的出口相连，换热盘管出口连接到防爆燃油齿轮泵送系统，冷燃油流经换热盘管进行对流换热，维持低温燃油温度，调温油箱内低温饱和燃油含水量不变，实现低温燃油配水含量精确控制；
所述数据采集系统包括流量计、铂电阻温度计、若干热电偶温度计、水分仪以及电子秤，其中：
所述流量计安装于防爆燃油齿轮泵送系统入口，用于监测燃油体积流量；所述铂电阻温度计安装于环境室内，用于监测环境室温度；若干热电偶温度计分别安装于配比油箱、过滤器、回油管道以及恒温水箱内，用于监测进口燃油温度、出口燃油温度、回油温度以及恒温热水温度；所述水分仪用于测量样品燃油水含量；电子秤用于测量试验段燃油管路结冰量；
所述过滤系统包括过滤器和水分离器，其中：
所述过滤器，内置滤芯，填充吸水棉，固定连接高位出油口，其用于过滤燃油中携带的灰尘以及金属颗粒物，并且将燃油中携带的冰晶沉淀于过滤器底部，由排水口排出；
所述水分离器分为上、中、下三段，所述中下段衔接处使用黄铜网作为容器，填充吸水树脂；所述上、中、下三段可自由拆卸，便于更换吸水树脂；燃油通过水分离器，吸收未溶解水，保证调温油箱内燃油始终处于饱和状态，实现低温燃油配水含量精确控制和试验燃油可循环利用；
所述水分仪为库伦法卡尔费休水分仪；
所述方法包括以下：
步骤一，连接仪器、设备，对整个试验装置进行检测；
步骤二，关闭环境室舱门，接通防爆燃油齿轮泵送系统，打开设定试验管路，接通过滤系统回路，燃油经过过滤器及水分离器，过滤掉燃油中杂质及未溶解水；调节防爆燃油齿轮泵流量，根据试验要求设定为A L/min，燃油继续循环；
步骤三，打开氮气冷却子系统向环境室内输入液氮，铂电阻温度计监测环境室温度，反馈氮气冷却子系统控制降温速率，直至温度达到试验环境温度；
步骤四，接通液体水浴热交换子系统，加热恒温水箱，打开换热器回路，根据回油路热电偶温度计监测的燃油温度，调节水箱温度，使调温油箱内燃油温度恒定在试验温度；打开低温燃油定量配水混合装置中的叶轮泵，为混合管道水浴槽提供可循环热水，加热壁面，防止低温燃油配水过程中发生结冰，堵塞管路；
步骤五，接通低温燃油定量配水混合装置，设定注射泵速率为B mL/min；设定过饱和燃油含水量为C ppm，试验温度下燃油饱和含水量为D ppm，则注射泵速率为B mL/min＝A*(C-D)；
步骤六，用离心管分别在配比油箱取样口、试验盘管入口取样口、试验盘管出口取样口、水分离器过饱和燃油取样口以及饱和燃油取样口采集燃油样本，利用库伦法卡尔费休水分仪得到燃油样品中的水含量；
步骤七，循环设定试验时长后，关闭低温燃油定量配水混合装置、防爆燃油齿轮泵送系统、氮气冷却子系统以及液体水浴热交换子系统，打开环境室舱门，取下试验段，进行拍照及称量，利用电子秤得到试验段燃油管路结冰量；
试验结束后，对试验装置进行清理，去除管路内残余冰及环境室内冷凝水，打开排水阀放出部分沉积水，必要时更换过滤器滤芯及水分离器吸水树脂。
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