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航空发动机试验室
文章来源: 发布日期: 2018-03-28 浏览次数: 1244
 功能

本实验室进行航空发动机双旋流燃烧室的射流喷雾燃烧以及相关的激光诊断实验。未来可以打造成设备齐全,实验水平先进的喷雾和燃烧相关实验的一整套实验体系。可以有力地提高重点实验室在喷雾燃烧以及此研究领域激光诊断的科研水平,同时也可以为校内外相关专业本硕博教学提供优良的开放式实验平台。


硬件组成

英格索兰公司螺杆式空气压缩机

    型号

R301-A

主要

技术

指标

0.75Mpa容积流量 5.4m3/min  0.85Mpa 容积流量 5.2 m3/min

1.0Mpa容积流量 4.8m3/min  1.4Mpa 容积流量 3.9 m3/min

电机名义功率 30KW 最高环境温度 46°C

噪音69dB  外形尺寸(mm 1937/1056/1534 机组重量 870kg

主要

功能

本系列单级微油螺杆式空压机设计人性化,安装方便,操作简单,为实验人员提供稳定高效的压缩空气。机组外 壳的设计不仅考虑到了内部组件的运行环境和冷却通风系统,同时显著地降低了机组噪音对外部环境的影 响。本机组为无地基安装设计,放置于平地即可,并且运行时细微振动对安装基础无影响。

进气过滤器采用干式空气滤芯,过滤3微米颗粒的效率最大达到99.9%。这种过滤器 可完全满足绝大部分工业应用的要求。当然,在粉尘很多的环境中,需要采用高粉尘 过滤器

      航空发动机双旋流燃烧器            

组成部分

整个方案中包含了四个部分:空气流量测量加热和整流系统,双旋流燃烧器系统,排气降温系统和排气消声系统。

技术指标

1、双旋流燃烧实验器主要包括:进气整流及参数测量系统、光学耐压旋流燃烧室、排气及水冷降温段和排气消声(含排气消声器)。

2、进气空气管路耐压不低于0.5 MPa,耐温不低于300℃,流量不低于0.1kg/s

3、耐压旋流燃烧室要求主体部分透明设计,满足常见激光频段的透光要求。

4、对燃烧实验器排气要进行冷却降温,排气噪声不高于55dB

5、加温加压双旋流燃烧器模拟工况和控制参数相关指标如下:

实验温度:0℃~300℃;

实验压力:0.1 MPa0.2 MPa

空气流量:0.02 kg/s0.1 kg/s

最高空气流速:不低于100 m/s

燃油流量:5-50 kg/hr

燃油压力:3 MPa

 

主要功能

1)本设备应满足模拟航空发动机在高速高流量下的火焰燃烧,同时能够提供有关研究所需要的高温中压试验条件,对开展有关不同燃烧系统几何和操作参数以及不同燃料对航空发动机性能的影响研究提供必要的硬件基础;

2)设备能够实现真实工况下的航空发动机燃烧室内部流场信息以及温度分布、进而获得不同情况下的性能和排放特征的可视化实验验证,该设备可以提供与工作状态下的温度,压力等参数相当的模拟环境;

另外,该设备可以配合三维多普勒相位分析仪(PDPA)对速度场、温度场、浓度场等多个尺度,提供更直接的基础数据研究。配合高速摄像设备对于流场信息实现动态观察。

 

  激光相位多普勒粒子动态分析系统


组成

部分

相位多普勒粒子动态分析系统(丹麦DANTEC DYNAMICS公司)为三维光纤型,包括氩离子激光发生器 (6W),分光器,三维FiberFlow发射探头,FiberPDA接收探头,光电转换器,电信号后处理器,数据分析软件,三维位移坐标架,冷却水循环机 (8.5kw) 和稳压电源等。

测量

原理

相位多普勒粒子动态分析系统采用Lorenz-Mie散射基础原理。在PDA系统中,液体射流破碎和雾化后形成的球形粒子穿越固定波长的激光,球形表面的反射或折射现象使光产生频率和相位移动,分析散射光与入射光之间频率移动数量来测量速度的信息,同时通过分析散射光与入射光之间相位移动数量来测量粒径的大小

系统

功能

光电转换器由三组干涉滤光镜和光电倍增管组成。电信号后处理处理器为BSA P80型,最高工作频率达180MHz。三维位移坐标架可以在移动改变目标测试区域时,固定发射探头和接收探头之间的角度,坐标架行程为410*410*410mm,三个步进电机驱动坐标架的精确移动,最小移动步长为0.01mm,步进电机由软件中的坐标架控制模块来控制,可以通过软件建立坐标网络,PDA系统可按照设定网格自动实现多点扫描测试。激光器必须配有稳压系统和冷却系统。除控制三维坐标架,PDA控制处理软件还能够实时监控各种信号,内置用于脉冲式测量的同步模块,并可以与循环现象分析模块配合使用,用户自定义处理顺序,定义多种形式的采集截止时间,内置高级图形处理模块等。

 

   高速摄像机

型号

FASTCAM SA1.1

技术

指标

拍摄速率为5400fps时分辨率达1024×1024 pixel,提高拍摄速率会牺牲分辨率,拍摄速率为90000fps时分辨率为128×128 pixel,最高拍摄速率可达670000fps。嵌入式闪存:16GB,能扩展至32GB,像素位深度:12bits。信号:触发脉冲/IRIG 输出,等待,同步, IRIG 输入,视频输出:PALNTSC

主要

功能

通过短时间内拍摄大量照片记录下流体射流或者喷雾图像,便于实验人员根据图像对于喷雾贯穿距离,破碎长度,喷雾锥角,液滴直径及分布等特征参数

高温高压定容环境仓

型号

专门定制

 

 

 

 

主要

技术

参数

最高设计压力     6Mpa

最高使用压力     4Mpa

最高设计温度     700K

最高使用温度     600K

视窗数量及角度    90°90°90°70°

有效视窗直径       160~200mm

可测最大贯穿距      230mm

石英玻璃材料       透紫外石英玻璃

石英玻璃厚度        40mm

主体材料            不锈钢

加热装置功率         25kw

整体高度可调节       

喷射系统可更换       

适用于多普勒分析系统 

主要功能

液体射流破碎机理实验研究中大多会使用定容环境仓 (constant volume vessel,  or constant-volume combustion bomb),来建立一个射流背景环境,并能方便的改变热力学参数,如:环境气体的成分和浓度、温度、压力等,甚至还会有简单的气体流动特性参数。定容环境仓也可以用来进行模拟燃烧的光学实验研究。

 

成果

 

联系人  张帆

公 告
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关于召开内燃机颠覆性技术国际高端论 08.17
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