本申请属于航空发动机,特别涉及一种封闭空间盐雾浓度控制装置及控制方法。
背景技术:
1、航空发动机需进行抗腐蚀性试验,抗腐蚀性试验包含发动机运转工况及不运转工况。对于不运转工况下要求是,发动机所处环境的盐含量应为(200±40)ppb,环境温度不小于10℃,相对湿度不小于73%。目前进行腐蚀敏感性试验多为试样试验或部件试验,采用盐雾箱进行腐蚀性试验。盐雾箱内的盐浓度控制为:设定箱内温度,将配比好的盐含量一定的溶液进行连续喷雾,每隔固定时间测定箱内盐雾沉降量。涡轴发动机盐雾腐蚀敏感性试验装置采用固定流道内风机增压,由于涡轴发动机进气流量较小,风机可提供满足发动机内部、外部所需的空气流量,由于流道内风机产生的流量固定,根据该流量喷射固定浓度的盐液即可实现发动机所处环境的盐液浓度需求。
2、由于试验中要求发动机所处环境盐含量应为(200±40)ppb,而盐雾箱的盐雾浓度控制方式无法表征该指标,需进行取样分析获得箱内盐雾浓度。由于涡扇发动机工作状态空气流量巨大,不同于涡轴发动机,无法做到固定流道风机供气。
3、因此需针对涡扇发动机设计一种合理可行的盐雾浓度控制方法,本发明以国军标所要求的盐含量为控制目标,可实时监控空间内盐雾浓度参数,更加直观高效地保障抗腐蚀性试验完成。
4、与本发明相关的现有技术方案有两种,一种为盐雾箱方式,一种是涡轴发动机采用的固定流道风机提供固定气流量方式。
5、盐雾箱方式的浓度控制方式为:设定箱内温度,将配比好的盐含量一定的溶液进行连续喷雾,每隔固定时间测定箱内盐雾沉降量。由于试验中要求发动机所处环境盐含量应为(200±40)ppb,而盐雾箱的盐雾浓度控制方式无法表征该指标,需进行取样分析获得箱内盐雾浓度,试验过程亦无法做到实时监控。
6、涡轴发动机试验采用的方式为设置固定流道,于流道内设置风机提供气源,由于涡轴发动机空气流量较小,风机所提供的空气流量即可覆盖发动机内部、外部所需空气,由于风机提供的空气流量固定,可根据该空气流量喷入浓度、流量固定的盐雾溶液即可实现发动机所处气流的盐雾浓度。发动机试验过程动静态无需转换,设备固定。由于涡扇发动机试车过程空气流量较大,无法使用风机供气提供固定空气流量。如静态试验过程中使用涡轴发动机浓度控制方法,由于盐雾试验过程涉及到发动机动态、静态试验转换,相关风机设备会造成设备动静态工况转换工作量巨大,大大增加了发动机附着盐杂质的时间从而大幅度加严了考核难度。
技术实现思路
1、本申请提供了一种封闭空间盐雾浓度控制装置,包括:
2、环形管道、控制中心以及安装在环形管道形成的环形通道中的热风机、雾化装置、发动机试验件与传感器;
3、其中,传感器用于测量温度与湿度,传感器布置在发动机试验件周围,控制中心基于传感器的信号控制热风机加热吹动环形通道的空气,并控制雾化装置雾化盐雾。
4、优选的是,环形管道由多段可拆卸移动段拼接形成。
5、优选的是,所述雾化装置采用超声波雾化装置。
6、优选的是,雾化装置位于发动机试验件沿气流方向的前方,热风机位于发动机试验件沿气流方向的后方。
7、一种封闭空间盐雾浓度控制方法,采用所述的封闭空间盐雾浓度控制装置,根据初始环境中的温度、湿度以及压力计算得到初始环境每立方米空气中水的质量;
8、根据试验条件要求目标状态下发动机所处环境空气中盐含量以及待雾化的盐液比例计算得到由盐液所带入的空气中的水分质量;
9、根据初始环境每立方米空气中水的质量与由盐液所带入的空气中的水分质量计算得到目标状态下每立方米空气中水的质量;经过换算可得目标状态下环境相对湿度;
10、控制中心通过热风机保持空气温度,通过雾化装置使空气湿度达到所述目标状态下环境相对湿度。
11、优选的是,包括:由初始状态至目标状态空间盐含量的质量比ω为:
12、
13、其中,q′—目标状态比湿;
14、q0—初始状态比湿;
15、ω盐母液—根据国军标要求配比的盐溶液母液中盐分的质量比,值为0.0339;
16、d—盐溶液母液的稀释倍数;
17、比湿的计算公式为:
18、
19、式中:α--计算常数,0.622;
20、t—环境温度,℃;
21、f—相对湿度,%;
22、p—环境气压,hpa。
23、本申请的优点包括:本发明实现了涡扇发动机抗腐蚀性实现静态试验过程中发动机所处环境的盐雾浓度控制,实现原理简明、设备易于操作实现,便于发动机试验过程中动静态转换,提升试验效率。同时发动机静态试验过程以发动机所处环境盐含量(200±40)ppb为控制目标,可实时监控空间盐含量状态,实时调整,动态控制。
1.一种封闭空间盐雾浓度控制装置,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的封闭空间盐雾浓度控制装置,其特征在于,环形管道(2)由多段可拆卸移动段拼接形成。
3.如权利要求1所述的封闭空间盐雾浓度控制装置,其特征在于,所述雾化装置(3)采用超声波雾化装置。
4.如权利要求1所述的封闭空间盐雾浓度控制装置,其特征在于,雾化装置(3)位于发动机试验件(5)沿气流方向的前方,热风机(1)位于发动机试验件(5)沿气流方向的后方。
5.一种封闭空间盐雾浓度控制方法,采用如权利要求1-4任意一项所述的封闭空间盐雾浓度控制装置,其特征在于,
6.如权利要求5所述的封闭空间盐雾浓度控制方法,其特征在于,包括:由初始状态至目标状态空间盐含量的质量比ω为:
