連接，連接管路上依次安裝有第五截止閥9、第六截止閥10，乙烯氣瓶I給活塞缸內(nèi)填充乙烯氣體，并通過連接管路至試驗模型，連接管路長度< 0.5m ;補償氣氣源8為活塞缸11內(nèi)補充氣體，補償氣管道直徑屯多LT(W1Zff2)0.25d2，其中，W1為補償氣分子量，W2為乙烯氣體分子量，d2為燃料進出口直徑；減壓閥4控制調(diào)節(jié)充入活塞缸11內(nèi)乙烯氣體的壓力；補償氣氣源8為活塞缸提供充足穩(wěn)定的補償氣體，保證活塞擠壓乙烯氣體的壓力恒定；電磁閥13控制乙烯流出活塞缸11進入試驗模型的時間；壓力傳感器14采集乙烯進入試驗模型的噴射壓力。
[0025]活塞缸11包括活塞缸底座15、補償氣整流板17、活塞18、乙烯出口整流板19、乙烯進出口 20、壓力表接口 21，活塞缸11與活塞缸底座15固定連接，活塞缸底蓋上開有補償氣進氣口 16，活塞缸頂蓋上設置有乙烯進出口 20和壓力表接口 21，活塞缸內(nèi)兩端分別固定安裝有補償氣整流板17和乙烯出口整流板19，補償氣整流板17和乙烯出口整流板19結構相同，整流板中心有中心孔，依整流板中心孔外延均布有若干個直徑為3_的小孔，活塞18位于補償氣整流板17與乙烯出口整流板19之間。當乙烯和補償氣進入活塞缸11后，補償氣整流板17與乙烯出口整流板19對其進行整流，使其由整流板上的小孔均勻流入，防止由于進氣不均勻而導致活塞受力不均勻發(fā)生活塞18卡死的現(xiàn)象。活塞18的活動范圍在補償氣整流板17與乙烯出口整流板19之間，活塞缸11腔體的有效體積V = S*L，其中，S為活塞缸腔體的截面面積，L = L1-L2, L1S補償氣整流板17和乙烯出口整流板19之間的距離，L2為活塞18的高度。
[0026]試驗時，首先根據(jù)試驗時間和當量油氣比估算出試驗所需的乙烯流量，由活塞缸11的有效體積根據(jù)理想氣體計算出所需補償氣的壓力p3。然后，打開第一截止閥3調(diào)節(jié)減壓閥4至出口壓力為P4，匕小于當?shù)匾蚁┮夯瘔毫?，后打開第五截止閥9、第二截止閥5，乙烯從乙烯氣瓶I流出，依次通過過濾器2、第一截止閥3、減壓閥4、第二截止閥5、進入活塞缸11上部，活塞18下行至活塞缸體底部?；钊變?nèi)充滿乙烯后關閉第二截止閥5，靜止10分鐘后通過壓力表測出活塞缸內(nèi)部乙烯的壓力為P5，后關掉第一截止閥3、第六截止閥10和乙烯氣瓶開關。調(diào)節(jié)補償氣氣源壓力P3，打開第五截止閥9，補償氣進入活塞缸底部，活塞穩(wěn)定后打開第四截止閥12，讀取壓力表讀數(shù)P1，等待試驗開始。試驗開始時，打開電磁閥13，補償氣推動活塞18運動，活塞擠壓上部的乙烯氣體通過乙烯供給管路進入試驗模型，壓力傳感器14測出進入試驗模型的乙烯噴射壓力，記錄下壓力傳感器14測得的乙烯原始壓力的時間點h到壓力為原始壓力0.95倍的時間點12，得出乙烯噴射的有效時間t3 =Vt1O試驗結束后，關閉第五截止閥9，打開第六截止閥10、第三截止閥6放出活塞缸內(nèi)的補償氣和乙烯氣體。
[0027]乙烯流量的計算按下式進行:
[0028]Ma = (P1-P2) / (R*T) *V/ (t「t2)
[0029]式中，P為試驗開始前活塞缸壓力表的讀數(shù)，R為乙烯氣體常數(shù)R = 296.62，T為環(huán)境溫度，V為活塞缸的有效體積，t3為乙烯流出活塞缸進入試驗模型的有效時間。
【主權項】
1.一種乙烯供給裝置，包括活塞缸、活塞缸底座、補償氣整流板、活塞、乙烯出口整流板、補償氣氣源、第五截止閥、乙烯氣瓶、過濾器、第一截止閥、減壓閥、第二截止閥、第三截止閥、壓力表、第四截止閥、電磁閥、壓力傳感器、第六截止閥，其特征在于:乙烯氣瓶與活塞缸的乙烯進出口通過管路連接，連接管路上依次安裝有過濾器、第一截止閥、減壓閥、第二截止閥、第三截止閥、壓力表；活塞缸與試驗模型通過管路連接，連接管路上依次安裝有第四截止閥、電磁閥、壓力傳感器；補償氣氣源與活塞缸的補償氣進口通過管路連接，連接管路上依次安裝有第五截止閥、第六截止閥，乙烯氣瓶給活塞缸內(nèi)填充乙烯氣體，并通過連接管路至試驗模型，連接管路長度< 0.5m;補償氣氣源為活塞缸內(nèi)補充氣體，補償氣管道直徑屯彡1.7 (ff /W2) 0.25d2，其中W1為補償氣分子量，W 2為乙烯氣體分子量，d 2為燃料進出口直徑；活塞缸與活塞缸底座固連，活塞缸底蓋有補償氣進氣口，活塞缸頂蓋設有乙烯進出口和壓力表接口，活塞缸內(nèi)兩端分別安裝有補償氣整流板和乙烯出口整流板，補償氣整流板與乙烯出口整流板結構相同，整流板中心有中心孔，依中心孔外延均布有若干個直徑為3mm的小孔，活塞位于兩塊整流板之間，乙烯和補償氣進入活塞缸后進行整流。
2.一種利用權利要求1所述的乙烯供給裝置進行流量測量的方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟1.打開補償氣氣源開關，打開第三截止閥、第五截止閥，通過補償氣使活塞運動至活塞缸的頂部，關閉第五截止閥，排空活塞缸內(nèi)上部氣體； 步驟2.將乙烯氣瓶打開，打開第一截止閥、第六截止閥，調(diào)節(jié)減壓閥壓力小于乙烯液化點，打開第二截止閥對活塞缸內(nèi)填充乙烯，活塞受到乙烯氣體擠壓，同時觀察壓力表，當乙烯填充完畢后關閉乙烯氣瓶及第一截止閥、第六截止閥，讀取壓力表壓力值P1; 步驟3.計算試驗所需的乙烯流量和所需的補償氣氣源提供的補償氣壓力，打開第五截止閥、第六截止閥，調(diào)節(jié)補償氣氣源壓力至所需的補償氣壓力，工作過程中壓力不低于初始壓力的95% ； 步驟4.試驗開始前打開第四截止閥，試驗開始時通過時序控制電磁閥開啟時間^和關閉時間t2;同時采集乙烯供給管路中壓力傳感器的實時壓力信號； 步驟5.試驗結束后，關閉第五截止閥，打開第六截止閥，活塞缸內(nèi)活塞在乙烯壓力的推動下至活塞缸內(nèi)下部，讀取壓力表壓力值P2; 步驟6.乙稀流量的計算按下式進行:Ma = (P1-P2)/(R*T) 式中，R為乙烯的氣體常數(shù)，T為環(huán)境溫度，V為活塞缸的有效體積。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種乙烯供給裝置及其流量測量方法，乙烯氣瓶與活塞缸、活塞缸與試驗模型、補償氣氣源與活塞缸通過管路連接。乙烯氣瓶給活塞缸內(nèi)填充乙烯氣體，并通過連接管路至試驗模型；補償氣氣源為活塞缸內(nèi)補充穩(wěn)定壓力的補償氣，補償氣以穩(wěn)定的壓力推動活塞，進而使得活塞擠壓乙烯氣體的壓力恒定，實現(xiàn)乙烯穩(wěn)定快速的供應。同時,乙烯供給裝置通過電磁閥的精確控制進入活塞缸內(nèi)乙烯氣體的壓力，使其工作壓力始終低于當?shù)販囟认碌囊夯瘔毫c，避免在工作過程中乙烯相變問題的發(fā)生，通過測量活塞缸內(nèi)乙烯氣體的壓力和體積得出充入燃料缸內(nèi)乙烯氣體的質(zhì)量，通過測量乙烯流出的時間，計算并準確的得出乙烯的流量。
【IPC分類】F17C13-04, F17C13-02, G01F1-34, F17C5-06
【公開號】CN104654007
【申請?zhí)枴緾N201510114069
【發(fā)明人】陳亮, 宋文艷, 王艷華, 李建平, 肖隱利, 樊慶骦
【申請人】西北工業(yè)大學
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年3月16日