CN113029542A - 一种喷嘴流量测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷嘴流量测定方法，包括将待测喷嘴安装在既有试验台上；利用待测喷嘴向既有试验台的容积瓶中喷射测试液，使容积瓶中的测试液达到预设高度，并停止喷射；记录实际测试喷射时间和容积瓶中测试液对应的流量刻度值，并获取既有试验台的标定测试喷射时间，并计算得到待测喷嘴的流量；本发明通过利用既有试验台，获取待测喷嘴喷射测试过程的实际测试喷射时间和容积瓶中测试液对应的流量刻度值及既有试验台的标定测试喷射时间，根据测试液总容积相等的原理，计算得到待测喷嘴的流量值；测试过程简单，无需设计专用测试台，有效降低了喷嘴研制及测试成本，提高了喷嘴研制效率，且测试结果精度较高。
Description
技术领域
本发明属于航空发动机燃油喷嘴测试技术领域，特别涉及一种喷嘴流量测定方法。
背景技术
喷嘴性能特性符合设计特性与否，直接关系到发动机的安全和工作的可靠性；即按设计要求加工后的喷嘴，在装机使用前必须在试验台上进行性能特性检测，判定是否符合设计特性要求；而现有的性能特性检测过程，所需试验台一般为专用设备；在产品研制阶段，如果设计并制造新的试验台，设备成本太高，准备周期较长，耽误研制进度。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种喷嘴流量测定方法，以解决现有的喷嘴性能特性检测过程，试验设备成本高，试验周期长的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明提供了一种喷嘴流量测定方法，包括以下步骤：
将待测喷嘴安装在既有试验台上；
利用待测喷嘴向既有试验台的容积瓶中喷射测试液，使容积瓶中的测试液达到预设高度，并停止喷射；记录实际测试喷射时间和容积瓶中测试液对应的流量刻度值，并获取既有试验台的标定测试喷射时间；
根据实际测试喷射时间、容积瓶中测试液对应的流量刻度值及既有试验台的标定测试喷射时间，计算得到待测喷嘴的流量。
进一步的，既有试验台包括试验台框架、油箱、动力机构、控制机构、容积瓶及管路机构；油箱设置在试验台框架的下部，容积瓶设置在试验台框架的中部，待测喷嘴设置在试验台框架上部，且待测喷嘴的喷液口正对容积瓶设置；待测喷嘴通过管路机构与油箱的出油口连接，动力机构设置在管路机构上，控制机构与动力机构连接；容积瓶的底部与油箱的回油口连接。
进一步的，既有试验台的最大测试流量大于待测喷嘴的设计流量。
进一步的，容积瓶上标定有流量刻度线；流量刻度线包括最大流量刻度线、最小流量刻度线及若干等分流量刻度线；其中，若干等分流量刻度线采用将容积瓶上最大流量刻度线和最小流量刻度线之间的距离等分得到。
进一步的，利用待测喷嘴向试验台的容积瓶中喷射测试液过程，停止喷射时，容积瓶中测试液的高度为容积瓶总高度的1/2-2/3。
进一步的，容积瓶采用下大上小的中空台阶圆柱体结构，包括上部小空心圆柱体和下部大空心圆柱体；
其中，待测喷嘴以最大流量向容积瓶中喷射测试液，当容积瓶中的测试液的上表面低于容积瓶上部小空心圆柱体的上端面100-200mm时，待测喷嘴停止喷射；
待测喷嘴以最小流量向容积瓶中喷射测试液，当容积瓶中的测试液的上表面至少高于容积瓶下部大空心圆柱体的上端面100mm时，待测喷嘴停止喷射。
进一步的，测试液采用煤油或航空滑油。
进一步的，既有试验台的标定测试喷射时间不小于1min。
进一步的，待测喷嘴包括射流式喷嘴或离心式喷嘴。
进一步的，待测喷嘴的流量计算公式如下：
其中，Q待测喷嘴为待测喷嘴的流量；Q测试设备为容积瓶中待测液对应的容积瓶流量刻度值；T标定测试时间为标定测试喷射时间；T实际测试时间为实际测试喷射时间。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种喷嘴流量测定方法，通过利用既有试验台，获取待测喷嘴喷射测试过程的实际测试喷射时间和容积瓶中测试液对应的流量刻度值及既有试验台的标定测试喷射时间，根据测试液总容积相等的原理，计算得到待测喷嘴的流量值；测试过程简单，无需设计专用测试台，有效降低了喷嘴研制及测试成本，提高了喷嘴研制效率，且测试结果精度较高。
进一步的，既有试验台的最大测试流量大于待测喷嘴的设计流量设置，确保了既有试验台能够满足对待测喷嘴的测试要求；同时，避免了既有试验台中的管路等结构产生节流，影响测试的准确性；现有的喷嘴流量测试过程采用容积法测试，除了测试设备自身的系统误差外，最大外在可控误差为时间误差，而本发明中，既有试验台的最大测试流量大雨待测喷嘴的设计流量，能够确保充分的测试时间，降低了测试误差，测试结果准确度较高。
进一步的，将容积瓶中待测液的高度为容积瓶总高度的1/2-2/3，便于获取容积瓶中测试液对应的流量刻度值，确保了测试结果的准确度。
进一步的，既有试验台的标定测试喷射时间不小于1min，确保了既有试验台提及较小；避免了测试时间过短时，造成的计量误差。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种喷嘴流量测定方法，包括以下步骤：
步骤1、将待测喷嘴安装在既有试验台上；其中，既有试验台包括试验台框架、油箱、动力机构、控制机构、容积瓶及管路机构；油箱设置在试验台框架的下部，油箱用于储存测试液；优选的，测试液采用煤油或航空滑油；容积瓶设置在试验台框架的中部，待测喷嘴设置在试验台框架上部，且待测喷嘴的喷液口正对容积瓶设置；待测喷嘴通过管路机构与油箱的出油口连接，动力机构设置在管路机构上，控制机构与动力机构连接，容积瓶的底部通过管路与油箱的回油口连接；测试过程：在动力机构的作用下，油箱中的测试液进入管路机构中，并通过待测喷嘴，喷射到容积瓶中；其中，控制机构用于控制动力机构动作；测试结束后，将容积瓶与油箱的回油口之间的管路开启，使容积瓶中的测试液回流至油箱中，实现了测试液的重复利用。
本发明中，既有试验台的最大测试流量大于待测喷嘴的设计流量，确保了既有试验台能够满足对待测喷嘴的测试要求；同时，避免了既有试验台中的管路等结构产生节流，影响测试的准确性；现有的喷嘴流量测试过程采用容积法测试，除了测试设备自身的系统误差外，最大外在可控误差为时间误差，而本发明中，既有试验台的最大测试流量大雨待测喷嘴的设计流量，能够确保充分的测试时间，降低了测试误差，测试结果准确度较高。
本发明中，容积瓶采用下大上小的中空台阶圆柱体结构，包括上部小空心圆柱体和下部大空心圆柱体；容积瓶上标定有流量刻度线；流量刻度线包括最大流量刻度线、最小流量刻度线及若干等分流量刻度线；其中，若干等分流量刻度线采用将容积瓶上最大流量刻度线和最小流量刻度线之间的距离等分得到。
步骤2、利用待测喷嘴向既有试验台的容积瓶中喷射测试液，使容积瓶中的测试液达到预设高度，并停止喷射；记录实际测试喷射时间和容积瓶中测试液对应的流量刻度值，并获取既有试验台的标定测试喷射时间。
本发明中，利用待测喷嘴向试验台的容积瓶中喷射测试液过程，停止喷射时，容积瓶中测试液的高度为容积瓶总高度的1/2-2/3；优选的，待测喷嘴以最大流量向容积瓶中喷射测试液，当容积瓶中的测试液的上表面低于容积瓶上部小空心圆柱体的上端面100-200mm时，待测喷嘴停止喷射；待测喷嘴以最小流量向容积瓶中喷射测试液，当容积瓶中的测试液的上表面至少高于容积瓶下部大空心圆柱体的上端面100mm时，待测喷嘴停止喷射；本发明中，将容积瓶中待测液的高度为容积瓶总高度的1/2-2/3，便于获取容积瓶中测试液对应的流量刻度值，确保了测试结果的准确度。
步骤3、根据实际测试喷射时间、容积瓶中测试液对应的流量刻度值及既有试验台的标定测试喷射时间，计算得到待测喷嘴的流量；优选的，本发明中既有试验台的标定测试喷射时间不小于1min，确保了既有试验台提及较小；避免了测试时间过短时，造成的计量误差。
其中，待测喷嘴的流量计算公式如下：
其中，Q待测喷嘴为待测喷嘴的流量；Q测试设备为容积瓶中待测液对应的容积瓶流量刻度值；T标定测试时间为既有试验台的标定测试喷射时间；T实际测试时间为实际测试喷射时间。
实施例
本实施例以某航空燃油喷嘴为例，其研制喷嘴的设计流量为50L/h，既有试验台标定的测试时间为T标定测试时间＝105s，既有试验台标定的最大测试流量70L/h；流量测定过程，具体包括以下步骤：
将待测喷嘴安装在既有试验台上，利用待测喷嘴向容积瓶中喷射测试液，待测喷嘴喷射出的测试液的液面高度到达已标定的试验台容积瓶的1/2高度时，停止测试；记录测试时间T实际测试时间＝100s，读取测试喷嘴喷射出的测试液的液面高度对应的容积瓶流量刻度Q测试设备＝35L/h。
根据总容积相同，利用待测喷嘴的流量计算公式，计算得到Q待测喷嘴＝36.75L/h，即待测喷嘴的流量为36.75L/h。
本实施例中，既有试验台包括试验台框架、油箱、动力机构、控制机构、容积瓶及管路机构，试验台框架的上部为平台结构，待测喷嘴安装在试验台框架的上部，便于对待测喷嘴的安拆固定；容积瓶设置在试验台框架的中部，油箱设置在试验台框架的下部，动力机构设置在试验台框架的外侧；待测喷嘴通过管路机构与油箱的出油口连接，动力机构设置在管路机构上，控制机构与动力机构连接，容积瓶的底部与油箱的回油口连接，
其中，试验台框架的上部设置通孔；容积瓶采用下大上小的空心台阶圆柱体结构，包括上部上部小空心圆柱体和下部大空心圆柱体；容积瓶的上部敞口与试验台上部平台的通孔连接；容积瓶大小能够盛入，待测喷嘴在最大流量时，喷射最少1min、喷嘴流出的测试液容积，且其测试液上表面应低于容积瓶上部小空心圆柱体的上端面100-200mm；或待测喷嘴在最小流量时，喷射最少1min、喷嘴流出的测试液容积，且其测试液上表面至少高于容积瓶的下部大空心圆柱体的上端面100mm。
本实施例中，容积瓶上标定有流量刻度线；流量刻度线包括最大流量刻度线、最小流量刻度线及若干等分流量刻度线；其中，若干等分流量刻度线采用将容积瓶上最大流量刻度线和最小流量刻度线之间的距离等分得到；采用容积瓶上的流量刻度线，按照现有的某型喷嘴流量要求，在容积瓶上刻出流量刻度线；标定过程，采用标准容积瓶；本实施例中，以最小流量刻度线为例：标准容积瓶量取照喷嘴的最小流量时的体积容量的试验液，倒入容积瓶中，待液面稳定，用记号笔等方式画线，标记试验液液面高度，重复不少于3次；每次画线，每条线之间距离不大于1mm，否则重复；以三次画线中，中间的线作为流量下限刻度；最大流量刻度线同理，之后，采用将然后将容积瓶上最大流量刻度线和最小流量刻度线之间的距离等分，得到若干等分流量刻度线。
本发明所述的喷嘴流量测定方法，能够满足对射流式喷嘴或离心式喷嘴，适用范围广，成本低，效率较高，测试结果精度较高。
上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。
Claims (10)
1.一种喷嘴流量测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
将待测喷嘴安装在既有试验台上；
利用待测喷嘴向既有试验台的容积瓶中喷射测试液，使容积瓶中的测试液达到预设高度，并停止喷射；记录实际测试喷射时间和容积瓶中测试液对应的流量刻度值，并获取既有试验台的标定测试喷射时间；
根据实际测试喷射时间、容积瓶中测试液对应的流量刻度值及既有试验台的标定测试喷射时间，计算得到待测喷嘴的流量。
2.根据权利要求1所述的一种喷嘴流量测定方法，其特征在于，既有试验台包括试验台框架、油箱、动力机构、控制机构、容积瓶及管路机构；油箱设置在试验台框架的下部，容积瓶设置在试验台框架的中部，待测喷嘴设置在试验台框架上部，且待测喷嘴的喷液口正对容积瓶设置；待测喷嘴通过管路机构与油箱的出油口连接，动力机构设置在管路机构上，控制机构与动力机构连接；容积瓶的底部与油箱的回油口连接。
3.根据权利要求1所述的一种喷嘴流量测定方法，其特征在于，既有试验台的最大测试流量大于待测喷嘴的设计流量。
4.根据权利要求1所述的一种喷嘴流量测定方法，其特征在于，容积瓶上标定有流量刻度线；流量刻度线包括最大流量刻度线、最小流量刻度线及若干等分流量刻度线；其中，若干等分流量刻度线采用将容积瓶上最大流量刻度线和最小流量刻度线之间的距离等分得到。
5.根据权利要求1所述的一种喷嘴流量测定方法，其特征在于，利用待测喷嘴向试验台的容积瓶中喷射测试液过程，停止喷射时，容积瓶中测试液的高度为容积瓶总高度的1/2-2/3。
6.根据权利要求1所述的一种喷嘴流量测定方法，其特征在于，容积瓶采用下大上小的中空台阶圆柱体结构，包括上部小空心圆柱体和下部大空心圆柱体；
其中，待测喷嘴以最大流量向容积瓶中喷射测试液，当容积瓶中的测试液的上表面低于容积瓶上部小空心圆柱体的上端面100-200mm时，待测喷嘴停止喷射；
或待测喷嘴以最小流量向容积瓶中喷射测试液，当容积瓶中的测试液的上表面至少高于容积瓶下部大空心圆柱体的上端面100mm时，待测喷嘴停止喷射。
7.根据权利要求1所述的一种喷嘴流量测定方法，其特征在于，测试液采用煤油或航空滑油。
8.根据权利要求1所述的一种喷嘴流量测定方法，其特征在于，既有试验台的标定测试喷射时间不小于1min。
9.根据权利要求1所述的一种喷嘴流量测定方法，其特征在于，待测喷嘴包括射流式喷嘴或离心式喷嘴。
10.根据权利要求1所述的一种喷嘴流量测定方法，其特征在于，待测喷嘴流量的计算公式如下：
其中，Q待测喷嘴为待测喷嘴的流量；Q测试设备为容量瓶中待测液对应的容量瓶流量刻度值；T标定测试时间为既有试验台的标定测试喷射时间；T实际测试时间为实际测试喷射时间。
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