CN113063596B - 燃油总管流量不均匀度的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃油总管流量不均匀度的试验装置。燃油总管流量不均匀度的试验装置包括集油管组件，集油管组件包括竖直设置的第一集油管和第二集油管，第一集油管位于第二集油管的下侧且与第二集油管连通，第一集油管的管径小于第二集油管的管径。本发明的试验装置以液位高度作为燃油流量测量的关联量，当在小流量工况下进行测试时，相同燃油质量的情况下，第一集油管内的液位高度升高的速度加快，因此缩短采样时间进而加快试验效率。

Description

燃油总管流量不均匀度的试验装置

技术领域

本发明涉及航空发动机燃油流量测量领域，特别涉及一种燃油总管流量不均匀度的试验装置。

背景技术

在航空发动机的研制试验阶段、定型生产阶段和返厂检修阶段，均需对燃烧室的燃油总管进行试验测试，其中总管的流量分布试验是最主要的试验项目。该试验主要测量燃油总管上各喷嘴流量的一致性：通过在一定时间内，收集每个喷嘴喷出的燃油，获得其质量或者体积参数，分析总管流量分配特性，并按公式(1)计算燃油总管流量分布不均匀度。

式中：

qmax—收集到的总管上各喷嘴中燃油量的最大值；

qmin—收集到的总管上各喷嘴中燃油量的最小值；

δz—燃油总管流量分布不均匀度。

在测量总管单个喷嘴的燃油流量时，先通过软管将各喷嘴喷出的燃油引入竖直放置的集油罐内，再测量一定时间内集油罐燃油的变化量。目前国内大多数相关试验设备采用电子秤等装置直接测量集油罐质量的变化，不仅成本高、标定校准繁琐，而且在小流量工况下采样时间长。

此处需要说明的是，本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关且发明人知晓的一些相关技术信息，不必然构成在先技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃油总管流量不均匀度的试验装置，以提高试验效率。

本发明提供一种燃油总管流量不均匀度的试验装置，包括集油管组件，集油管组件包括竖直设置的第一集油管和第二集油管，第一集油管位于第二集油管的下侧且与第二集油管连通，第一集油管的管径小于第二集油管的管径。

在一些实施例中，第一集油管和第二集油管均为柱形管，且第一集油管的轴线位于第二集油管的轴线的一侧。

在一些实施例中，集油管组件还包括设置于第二集油管上侧的引流管，引流管与第二集油管连通以将燃油引入到第二集油管内。

在一些实施例中，引流管的底部设置有过滤结构。

在一些实施例中，集油管组件还包括设置于第一集油管下侧的导出管，导出管与第一集油管连通以在试验结束后将燃油导出。

在一些实施例中，集油管组件还包括设置于第一集油管的底部的通断阀，通断阀控制第一集油管与导出管之间的通断。

在一些实施例中，集油管组件还包括通气管，通气管的第一端设置于第二集油管内，通气管的第二端连接至油箱。

在一些实施例中，试验装置包括多个集油管组件，多个集油管组件分别与燃油总管的各个燃油喷嘴对应设置。

基于本发明提供的技术方案，燃油总管流量不均匀度的试验装置，包括集油管组件，集油管组件包括竖直设置的第一集油管和第二集油管，第一集油管位于第二集油管的下侧且与第二集油管连通，第一集油管的管径小于第二集油管的管径。本发明的试验装置以液位高度作为燃油流量测量的关联量，当在小流量工况下进行测试时，相同燃油质量的情况下，第一集油管内的液位高度升高的速度加快，因此缩短采样时间进而加快试验效率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的燃油总管流量不均匀度的试验装置的结构示意图；

图2为图1所示的试验装置的B-B剖面结构示意图；

图3为图2中的C部分的局部放大结构示意图；

图4为本发明实施例的试验装置的重量随时间变化的曲线图。

各附图标记分别代表：

1、集油管组件；

11、第一集油管；12、第二集油管；13、引流管；14、通气管；15、压力传感器；16、导出管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

如图1至图3所示，本发明实施例的燃油总管流量不均匀度的试验装置包括集油管组件1，集油管组件1包括竖直设置的第一集油管11和第二集油管12，第一集油管11位于第二集油管12的下侧且与第二集油管12连通，第一集油管11的管径小于第二集油管12的管径。本发明实施例的试验装置以液位高度作为燃油流量测量的关联量，当在小流量工况下进行测试时，相同燃油质量的情况下，第一集油管11内的液位高度升高的速度加快，因此缩短采样时间进而加快试验效率。

本实施例的试验装置以液位高度作为燃油流量测量的关联量。具体地，如图3所示，本实施例的集油管组件1还包括设置于第一集油管11底部的压力传感器15，压力传感器15被配置为测量第一集油管11油液的压强。随着集油量的增加，集油管内液位上升，压力传感器15所受压强也随之增加，通过测量管内燃油压强的大小计算得到燃油的收集量。

在相关技术中使用电子秤测量时，需要称量整个集油罐的重量，难以避免因安装定位引起的摩擦和扭转造成的干扰，而本实施例的集油管组件固定设置且直接采集设置于底部的压力传感器的压力值即可，减小测量误差。而且在校准时，需要将电子秤整体拆卸，递送专门的校准实验室校验；或者将电子秤上端燃油收集装置拆除，使用精准的标准重量单元进行校准，这样的校准工作需要数天，甚至一周的时间。而本实施例的竖直集油管支持在线标定校验，通过三通接口，直接用压缩气瓶与标准表在现场标定校验，在15分钟内同时完成所有校准工作，因此本实施例的试验装置更易于标定和精度校验。另外，与电子秤测试法精度直接关联的是集液重量，因此收集到的燃油质量必须达到一定值后才能满足测试精度要求；而与压力传感器测试法精度直接关联的是液位高度，通过使用较小内径或双内径的集油管，可大幅度降低相同液位高度下的燃油质量，进而缩短采样时间。

在其他实施例中，试验装置直接测量集油管内燃油液位的高度来对燃油的流量进行表征。

如图2和图3所示，集油管组件1还包括通气管14，通气管14的第一端设置于第二集油管12内，通气管14的第二端连接至油箱。通气管14的设置利于保证燃油收集过程中集油管中的空气安全排除，并在集油管中燃油过量时由通气管14排出至油箱。

在本实施例中，如图2所示，第一集油管11和第二集油管12均为柱形管，且第一集油管11的轴线位于第二集油管12的轴线的一侧。也就是说本实施例的第一集油管11和第二集油管12非同轴设置，为通气管14的布置留下空间，使得整个集油管组件1的结构紧凑。

本实施例的集油管组件1还包括设置于第二集油管12上侧的引流管13，引流管13与第二集油管12连通以将燃油引入到第二集油管12内。

本实施例的引流管13的底部设置有过滤结构。过滤结构用来过滤燃油、缓冲流速并消除气泡。例如，过滤结构为不锈钢消泡板。

如图3所示，本实施例的集油管组件1还包括设置于第一集油管11下侧的导出管16，导出管16与第一集油管11连通以在试验结束后将燃油导出。

本实施例的集油管组件1还包括设置于第一集油管11的底部的通断阀，通断阀控制第一集油管11与导出管16之间的通断。在试验结束后打开通断阀以使燃油通过导出管16流出试验装置；在试验开始时，将通断阀关闭以使燃油在集油管内聚集。

本实施例的试验装置包括多个集油管组件，多个集油管组件分别与燃油总管的各个燃油喷嘴对应设置。多个集油管组件同时对各个燃油喷嘴喷出的燃油流量进行测量试验。

图4示出利用本实施例的燃油总管流量不均匀度的试验装置来对燃油总管的燃油流量进行测量试验所得到的重量随时间变化的曲线，在测量期间，重量随时间增加的速率直接换算为流量，其结果由计算机自动生成。测量可以重复多次进行，以使结果更加准确。图4中曲线S1代表在大流量工况下燃油重量随时间的变化曲线，曲线S2代表在小流量工况下重量随时间的变化曲线。曲线斜率代表流量。其中，P点表示通断阀由关闭状态切换至打开状态，Q点表示集油管装满并溢出。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种燃油总管流量不均匀度的试验装置，其特征在于，包括集油管组件(1)，所述集油管组件(1)包括竖直设置的第一集油管(11)和第二集油管(12)，所述第一集油管(11)位于所述第二集油管(12)的下侧且与所述第二集油管(12)连通，所述第一集油管(11)的管径小于所述第二集油管(12)的管径，所述集油管组件(1)还包括设置于所述第一集油管(11)底部的压力传感器(15)，所述压力传感器(15)被配置为测量所述第一集油管(11)油液的压强，所述集油管组件(1)还包括通气管(14)，所述通气管(14)的第一端设置于所述第二集油管(12)内，所述通气管(14)的第二端连接至油箱，所述第一集油管(11)和所述第二集油管(12)均为柱形管，且所述第一集油管(11)的轴线位于所述第二集油管(12)的轴线的一侧。

2.根据权利要求1所述的燃油总管流量不均匀度的试验装置，其特征在于，所述集油管组件(1)还包括设置于所述第二集油管(12)上侧的引流管(13)，所述引流管(13)与所述第二集油管(12)连通以将燃油引入到所述第二集油管(12)内。

3.根据权利要求2所述的燃油总管流量不均匀度的试验装置，其特征在于，所述引流管(13)的底部设置有过滤结构。

4.根据权利要求1所述的燃油总管流量不均匀度的试验装置，其特征在于，所述集油管组件(1)还包括设置于所述第一集油管(11)下侧的导出管(16)，所述导出管(16)与所述第一集油管(11)连通以在试验结束后将燃油导出。

5.根据权利要求4所述的燃油总管流量不均匀度的试验装置，其特征在于，所述集油管组件(1)还包括设置于所述第一集油管(11)的底部的通断阀，所述通断阀控制所述第一集油管(11)与导出管(16)之间的通断。

6.根据权利要求1所述的燃油总管流量不均匀度的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括多个所述集油管组件(1)，所述多个集油管组件(1)分别与所述燃油总管的各个燃油喷嘴对应设置。

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