本發(fā)明涉及試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種空氣加熱系統(tǒng)及燃燒室試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

燃燒室是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中必不可少的部件之一，其性能是體現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)先進(jìn)性的重要標(biāo)志之一。在燃燒室中，燃料的化學(xué)能通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)變成熱能，形成高溫燃燒產(chǎn)物，推動(dòng)渦輪做功，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。

燃燒室的研制和調(diào)試過(guò)程需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)，在試驗(yàn)時(shí)，需要向燃燒室加入高壓高溫的空氣，為燃料的燃燒過(guò)程提供氧氣。因此，需要對(duì)外界空氣進(jìn)行加壓和加溫處理，現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)空氣加溫的方式主要有回?zé)崞骷訙睾碗娂訜崞骷訙貎煞N，其中，回?zé)崞飨到y(tǒng)的管路較為復(fù)雜，加溫速度慢且加溫后的空氣的溫度不夠高；電加熱器要求供電功率較高，一般單位難以滿足電加熱器高電功率的需求，且加溫后的空氣的溫度不夠高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種空氣加熱系統(tǒng)及燃燒室試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)，以提高對(duì)空氣進(jìn)行加溫的速度，提升空氣加熱系統(tǒng)的加溫范圍，提高燃燒室試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)準(zhǔn)確性。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種空氣加熱系統(tǒng)，包括加熱燃燒室和與所述加熱燃燒室通過(guò)管路連接的氫氣供給裝置，所述加熱燃燒室與氫氣供給裝置之間的管路上設(shè)置有第一流量計(jì)和第一調(diào)節(jié)閥。

優(yōu)選的，空氣加熱系統(tǒng)還包括補(bǔ)氧室和與所述補(bǔ)氧室通過(guò)管路連接的氧氣供給裝置，所述加熱燃燒室的排氣口與所述補(bǔ)氧室的入氣口通過(guò)管路連接，所述補(bǔ)氧室與氧氣供給裝置之間的管路上設(shè)置有第二流量計(jì)和第二調(diào)節(jié)閥。

優(yōu)選的，空氣加熱系統(tǒng)還包括控制器，所述第一流量計(jì)、第一調(diào)節(jié)閥、第二流量計(jì)和第二調(diào)節(jié)閥分別與所述控制器連接，所述控制器用于在接收到加溫空氣控制指令時(shí)開(kāi)啟第一調(diào)節(jié)閥和第二調(diào)節(jié)閥，以及根據(jù)第一流量計(jì)測(cè)得的流量值控制第一調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，根據(jù)第二流量計(jì)測(cè)得的流量值控制第二調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度。

可選的，所述第一調(diào)節(jié)閥包括電磁閥、電動(dòng)閥、氣動(dòng)閥或者液動(dòng)閥。

可選的，所述第一流量計(jì)包括轉(zhuǎn)子流量計(jì)、孔板流量計(jì)或靶式流量計(jì)。

可選的，所述第二調(diào)節(jié)閥包括電磁閥、電動(dòng)閥、氣動(dòng)閥或者液動(dòng)閥。

可選的，所述第二流量計(jì)包括轉(zhuǎn)子流量計(jì)、孔板流量計(jì)或靶式流量計(jì)。

本發(fā)明的技術(shù)方案中，空氣加熱系統(tǒng)包括加熱燃燒室，在加熱燃燒室的空氣中加入氫氣，點(diǎn)燃?xì)錃馐箽錃馀c空氣中的氧氣燃燒，進(jìn)而為空氣加溫得到高溫空氣。本方案中，加熱燃燒室為空氣加溫時(shí)，加溫速度較快。第一流量計(jì)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氫氣的流量，調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度可以調(diào)節(jié)氫氣的流量，進(jìn)而可以控制加入加熱燃燒室的氫氣的流量，從而使空氣加溫至目標(biāo)溫度，增加氫氣的流量即可將空氣加溫到較高的溫度。

另外，本發(fā)明中空氣加熱系統(tǒng)可以應(yīng)用于燃燒室試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)，為燃燒室試驗(yàn)需要的空氣進(jìn)行加溫，由于對(duì)燃燒室進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，需要分析燃燒室排氣的組分，特別是一氧化碳和二氧化碳等含碳氧化物的比例，因此，在試驗(yàn)中使用空氣的組分應(yīng)盡量接近外界空氣的組分。本方案中，在加熱燃燒室中加入的可燃?xì)怏w為氫氣，氫氣燃燒產(chǎn)生水，水相對(duì)二氧化碳或者一氧化碳等含碳氧化物來(lái)說(shuō)，對(duì)于加溫后高溫空氣的組分影響較小，進(jìn)而使用該高溫空氣進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)排氣的分析結(jié)果影響也較小。

本發(fā)明還提供了一種燃燒室試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)，該燃燒室試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)包括包括空氣壓縮機(jī)、燃燒室和上述任一技術(shù)方案中的空氣加熱系統(tǒng)，空氣壓縮機(jī)、空氣加熱系統(tǒng)和燃燒室依次通過(guò)管路連接。

可選的，所述空氣壓縮機(jī)包括離心式空氣壓縮機(jī)、軸流式空氣壓縮機(jī)或混合流式空氣壓縮機(jī)。

本發(fā)明實(shí)施例中的燃燒室試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)包括上述空氣加熱系統(tǒng)，加溫空氣的速度較快，可以將空氣加溫到較高的溫度，另外，還可以降低對(duì)于空氣組分的影響。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的空氣加熱系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例的空氣加熱系統(tǒng)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例空氣加熱系統(tǒng)控制示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例燃燒室試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)示意圖。

附圖標(biāo)記：

100-空氣加熱系統(tǒng)；

10-加熱燃燒室；

11-氫氣供給裝置；

12-第一流量計(jì)；

13-第一調(diào)節(jié)閥；

20-補(bǔ)氧室；

21-氧氣供給裝置；

22-第二流量計(jì)；

23-第二調(diào)節(jié)閥；

30-控制器；

40-空氣壓縮機(jī)；

50-燃燒室。

具體實(shí)施方式

為了提高對(duì)空氣進(jìn)行加溫的速度，提升空氣加熱系統(tǒng)的加溫范圍，提高燃燒室試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)準(zhǔn)確性。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種空氣加熱系統(tǒng)及燃燒室試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種空氣加熱系統(tǒng)100，包括加熱燃燒室10和與加熱燃燒室10通過(guò)管路連接的氫氣供給裝置11，加熱燃燒室10與氫氣供給裝置11之間的管路上設(shè)置有第一流量計(jì)12和第一調(diào)節(jié)閥13。

本發(fā)明的技術(shù)方案中，空氣加熱系統(tǒng)100包括加熱燃燒室10，在加熱燃燒室10的空氣中加入氫氣，點(diǎn)燃?xì)錃饪墒箽錃馀c空氣中的部分氧氣燃燒，從而使加熱燃燒室10中的空氣溫度升高，得到高溫空氣。本方案中，加熱燃燒室10為空氣加溫時(shí)，加溫速度較快。第一流量計(jì)12可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氫氣的流量，根據(jù)第一流量計(jì)12的檢測(cè)結(jié)果調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)閥13的開(kāi)度，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)流向加熱燃燒室10的氫氣的流量，通過(guò)調(diào)節(jié)氫氣的流量可以調(diào)整空氣的加溫溫度。

另外，本發(fā)明中空氣加熱系統(tǒng)100可以應(yīng)用于燃燒室試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)，為燃燒室試驗(yàn)需要的空氣進(jìn)行加溫，由于對(duì)燃燒室進(jìn)行性能試驗(yàn)時(shí)，需要分析燃燒室排氣的組分，特別是一氧化碳和二氧化碳等含碳氧化物的比例，因此，在試驗(yàn)中使用的空氣的組分應(yīng)盡量接近外界空氣的組分。本方案中，在加熱燃燒室10中加入的可燃?xì)怏w為氫氣，氫氣燃燒產(chǎn)生水，水相對(duì)二氧化碳或者一氧化碳等含碳氧化物來(lái)說(shuō)，對(duì)于加溫后高溫空氣的組分影響較小，對(duì)試驗(yàn)排氣的組分影響也較小。

如圖2所示，在優(yōu)選的實(shí)施例中，空氣加熱系統(tǒng)100還包括補(bǔ)氧室20和與補(bǔ)氧室20通過(guò)管路連接的氧氣供給裝置21，加熱燃燒室10的排氣口與補(bǔ)氧室20的入氣口通過(guò)管路連接，補(bǔ)氧室20與氧氣供給裝置21之間的管路上設(shè)置有第二流量計(jì)22和第二調(diào)節(jié)閥23。

由于加熱燃燒室10在加溫空氣時(shí)，氫氣燃燒會(huì)消耗空氣中的氧氣，使空氣中氧氣含量降低，為了使加溫后的空氣組分更接近外界空氣的組分，本方案中，加溫后的空氣在補(bǔ)氧室20中可以補(bǔ)充一定量的氧氣。第二流量計(jì)22可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氧氣的流量，根據(jù)第二流量計(jì)22的檢測(cè)結(jié)果調(diào)節(jié)第二調(diào)節(jié)閥23的開(kāi)度，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)流向加熱燃燒室10的氫氣的流量，通過(guò)計(jì)算，可以補(bǔ)充空氣在加熱燃燒室10中加溫時(shí)氫氣燃燒消耗的氧氣量，進(jìn)而使空氣加熱系統(tǒng)100排出的加溫后的高溫空氣的組分更加接近外界空氣的組分。

請(qǐng)繼續(xù)參考圖3，在更優(yōu)的實(shí)施例中，空氣加熱系統(tǒng)還包括控制器30，第一流量計(jì)12、第一調(diào)節(jié)閥13、第二流量計(jì)22和第二調(diào)節(jié)閥23分別與控制器30連接，控制器30用于在接收到加溫空氣控制指令時(shí)開(kāi)啟第一調(diào)節(jié)閥13和第二調(diào)節(jié)閥23，以及根據(jù)第一流量計(jì)12測(cè)得的流量值控制第一調(diào)節(jié)閥13的開(kāi)度，根據(jù)第二流量計(jì)22測(cè)得的流量值控制第二調(diào)節(jié)閥23的開(kāi)度。

該實(shí)施例中，可以通過(guò)控制器30控制空氣加熱系統(tǒng)的工作，當(dāng)試驗(yàn)開(kāi)始，需要為空氣加溫時(shí)，控制器30控制第一調(diào)節(jié)閥13和第二調(diào)節(jié)閥23開(kāi)啟，并且，根據(jù)需要加溫的空氣的流量以及加溫后空氣的目標(biāo)溫度可以確定氫氣的流量為第一設(shè)定值，第一流量計(jì)12可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氫氣的流量，控制器30則可以根據(jù)第一流量計(jì)12測(cè)得的流量值控制第一調(diào)節(jié)閥13的開(kāi)度，使加入加熱燃燒室10中的氫氣的流量符合需求，例如，當(dāng)氫氣的流量小于第一設(shè)定值時(shí)，控制第一調(diào)節(jié)閥13調(diào)大開(kāi)度，當(dāng)氫氣的流量大于第一設(shè)定值時(shí)，控制第一調(diào)節(jié)閥13調(diào)小開(kāi)度；根據(jù)在加熱燃燒室10中燃燒的氫氣的量可以確定氧氣的流量為第二設(shè)定值，第二流量計(jì)22可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氧氣的流量，控制器30則可以根據(jù)第二流量計(jì)22測(cè)得的流量值控制第二調(diào)節(jié)閥23的開(kāi)度，使加入補(bǔ)氧室20中的氧氣的流量符合需求，例如，當(dāng)氧氣的流量小于第二設(shè)定值時(shí)，控制第二調(diào)節(jié)閥23調(diào)大開(kāi)度，當(dāng)氧氣的流量大于第二設(shè)定值時(shí)，控制第二調(diào)節(jié)閥23調(diào)小開(kāi)度。該方案中，無(wú)需人工手動(dòng)控制加入加熱燃燒室10中氫氣的流量，以及加入補(bǔ)氧室20中氧氣的流量，準(zhǔn)確性更高，且節(jié)約人力。

在具體的實(shí)施例中，第一調(diào)節(jié)閥的類型不限，可以為電磁閥、電動(dòng)閥、氣動(dòng)閥或者液動(dòng)閥，可以根據(jù)實(shí)際使用情況來(lái)選擇合適類型的第一調(diào)節(jié)閥。第一流量計(jì)的具體類型也不限，可以為轉(zhuǎn)子流量計(jì)、孔板流量計(jì)或靶式流量計(jì)。

在具體的實(shí)施例中，第二調(diào)節(jié)閥的類型不限，可以為電磁閥、電動(dòng)閥、氣動(dòng)閥或者液動(dòng)閥，可以根據(jù)實(shí)際使用情況來(lái)選擇合適類型的第二調(diào)節(jié)閥。第一流量計(jì)的具體類型也不限，可以為轉(zhuǎn)子流量計(jì)、孔板流量計(jì)或靶式流量計(jì)。

請(qǐng)參考圖4，本發(fā)明還提供了一種燃燒室試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)，該燃燒室試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)包括包括空氣壓縮機(jī)40、燃燒室50和上述任一技術(shù)方案中的空氣加熱系統(tǒng)100，空氣壓縮機(jī)40、空氣加熱系統(tǒng)100和燃燒室50依次通過(guò)管路連接。

在該實(shí)施例中，外界空氣進(jìn)入空氣壓縮機(jī)40，加壓后形成高壓氣體，上述高壓氣體進(jìn)入空氣加熱系統(tǒng)100，加溫后形成高壓高溫氣體，上述高壓高溫氣體進(jìn)入燃燒室50，加入燃燒室50中的燃料與高溫高壓氣體混合后燃燒，從而對(duì)燃燒室50進(jìn)行性能試驗(yàn)，分析燃燒室50的性能。該方案中，空氣加熱系統(tǒng)100中通過(guò)加熱燃燒室10為高壓空氣加溫，加熱燃燒室10為高壓空氣加溫時(shí)，加溫速度較快，通過(guò)調(diào)節(jié)氫氣的量，可以有效的控制加溫的高壓空氣的溫度，且可以將高壓空氣加溫到較高的溫度。本方案中，加熱燃燒室10為空氣加溫時(shí)，加溫速度較快。第一流量計(jì)12可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氫氣的流量，根據(jù)第一流量計(jì)12的檢測(cè)結(jié)果調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)閥13的開(kāi)度，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)流向加熱燃燒室10的氫氣的流量，通過(guò)調(diào)節(jié)氫氣的流量可以調(diào)整空氣的加溫溫度。

另外，由于對(duì)燃燒室20進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，需要分析燃燒室50排氣的組分，特別是一氧化碳和二氧化碳等含碳氧化物的比例。在試驗(yàn)中使用空氣的組分應(yīng)盡量接近外界空氣的組分。本方案中，在加熱燃燒室10中加入的可燃?xì)怏w為氫氣，氫氣燃燒產(chǎn)生水，水相對(duì)二氧化碳或者一氧化碳等含碳氧化物來(lái)說(shuō)，對(duì)于加溫后高溫空氣的組分影響較小，進(jìn)而使用該高溫空氣進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)排氣的分析結(jié)果影響也較小。

在另一具體的實(shí)施例中，空氣加熱系統(tǒng)100還包括補(bǔ)氧室20和與補(bǔ)氧室20通過(guò)管路連接的氧氣供給裝置21。高壓空氣在加熱燃燒室10中加溫時(shí)，氫氣燃燒會(huì)消耗高壓空氣中的氧氣，使空氣中氧氣含量降低，為了使加溫后的高壓空氣組分更接近外界空氣的組分，高壓高溫空氣在補(bǔ)氧室20中補(bǔ)充氧氣，通過(guò)計(jì)算，可以補(bǔ)充高壓空氣在加熱燃燒室10中加溫時(shí)氫氣燃燒消耗的氧氣量，進(jìn)而使空氣加熱系統(tǒng)100排出的高壓高溫空氣組分更加接近外界空氣的組分，可以提高燃燒室試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)準(zhǔn)確性。

在可選的實(shí)施例中，空氣壓縮機(jī)的具體類型不限，可以為離心式空氣壓縮機(jī)、軸流式空氣壓縮機(jī)或者混合流式空氣壓縮機(jī)。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。