【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器冷卻控制，特別地，涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法。
技術(shù)介紹
1、發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室地面零、部件試驗(yàn)器在加溫試驗(yàn)過程中產(chǎn)生的尾氣溫度高達(dá)1800℃，如不經(jīng)冷卻便直接通過排氣閥排至后方管路，將極易燒毀保溫層，嚴(yán)重降低閥門和排氣管路壽命，對(duì)試驗(yàn)器設(shè)備造成直接損傷。
2、現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的高溫尾氣噴水冷卻系統(tǒng)大多為手動(dòng)操作，或簡(jiǎn)單的自動(dòng)開關(guān)動(dòng)作。前者完全手動(dòng)，不但額外耗費(fèi)人力，也承擔(dān)了更多人工觀察、操作的失誤風(fēng)險(xiǎn)，若噴水量變化不及時(shí)，將嚴(yán)重影響設(shè)備安全；后者靠系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前尾氣溫度，一旦達(dá)到警示值（如300℃）便自動(dòng)運(yùn)行噴水泵或打開噴水閥進(jìn)行降溫，但無法有效控制噴入流量，噴水量太大容易出現(xiàn)排氣管路積水、形成泄漏，噴水量太小將導(dǎo)致燃?xì)鉁囟冗^高、損壞排氣設(shè)備。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝税l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，以解決現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的高溫尾氣噴水冷卻技術(shù)耗費(fèi)人力不安全、噴水量不準(zhǔn)導(dǎo)致積水和損害排氣設(shè)備的技術(shù)問題。
2、本申請(qǐng)通過如下方案實(shí)現(xiàn)：
3、一種發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，基于高溫尾氣噴水系統(tǒng)，所述高溫尾氣噴水系統(tǒng)包括蓄水池、手動(dòng)閥、過濾器、高壓離心水泵、止回閥、進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、高壓噴水桿、大回水調(diào)節(jié)閥、小回水調(diào)節(jié)閥，溢流閥，其中：所述高壓離心水泵的輸入端依次連接過濾器、手動(dòng)閥和蓄水池，所述高壓離心水泵的輸出端分別與止回閥、大回水調(diào)節(jié)閥、小回水調(diào)節(jié)閥，溢流閥的
4、s1、在開啟自動(dòng)控制功能前，保持進(jìn)水調(diào)節(jié)閥的開度為0%，大回水調(diào)節(jié)閥和小回水調(diào)節(jié)閥開度均為100%，再開啟高壓離心水泵；
5、s2、分別設(shè)定壓差目標(biāo)值pw差0和艙內(nèi)試件溫度目標(biāo)值tt艙0，其中，壓差目標(biāo)值pw差0為進(jìn)水調(diào)節(jié)閥輸出壓力pw水與試件艙內(nèi)氣壓ps艙之差pw差的目標(biāo)值且大于0；
6、s3、根據(jù)高壓水需要吸收的熱量、在燃燒室出口燃?xì)庾畲髩毫ο拢?kg水從進(jìn)水溫度全部汽化并升溫至冷卻后需求溫度需吸收的熱量求出理論高壓冷卻水流量wa水0，作為進(jìn)水調(diào)節(jié)閥開度調(diào)節(jié)的pid輸入值保持不變；
7、s4、直接根據(jù)tt艙0設(shè)定值對(duì)小回水調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行pid調(diào)節(jié)，使小回水調(diào)節(jié)閥動(dòng)作至試件排氣溫度tt艙=艙內(nèi)試件溫度目標(biāo)值tt艙0；
8、s5、自動(dòng)控制大回水調(diào)節(jié)閥開度，使pw差保持在設(shè)定值；
9、s6、通過相應(yīng)調(diào)節(jié)方式待進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、大回水調(diào)節(jié)閥、小回水調(diào)節(jié)閥均進(jìn)入開度不變化或開度變化小于預(yù)設(shè)值階段，且實(shí)測(cè)的試件排氣溫度tt艙與艙內(nèi)試件溫度目標(biāo)值tt艙0之間的差值小于預(yù)設(shè)值并維持設(shè)定時(shí)間，且符合設(shè)定的穩(wěn)態(tài)精度要求時(shí)，判定高溫尾氣噴水系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)，最終通過大回水調(diào)節(jié)閥、小回水調(diào)節(jié)閥、進(jìn)水調(diào)節(jié)閥自動(dòng)控制使高壓噴水桿將水噴入試件艙內(nèi)水套將高溫尾氣降至目標(biāo)溫度。
10、進(jìn)一步地，步驟s2中，設(shè)定壓差目標(biāo)值pw差0∈（0.1~0.5）mpa，設(shè)定艙內(nèi)試件溫度目標(biāo)值tt艙0?=150℃±5℃。
11、進(jìn)一步地，所述步驟s3具體包括步驟：
12、計(jì)算高壓水需要吸收的熱量：
13、q=ma(cp1×t1-?cp2×t2)
14、式中，q為高壓水吸熱量即高溫燃?xì)獾姆艧崃浚琺a為高溫燃?xì)獾馁|(zhì)量，cp1為冷卻前高溫燃?xì)獾亩▔罕葻幔琧p2為冷卻后高溫燃?xì)獾亩▔罕葻幔瑃1為高溫燃?xì)獾某跏紲囟龋瑃2為高溫燃?xì)獾睦鋮s后溫度；
15、計(jì)算在燃燒室出口燃?xì)庾畲髩毫ο拢?kg高壓水從進(jìn)水溫度全部汽化并升溫至冷卻后需求溫度需吸收的熱量q1：
16、q1=?h1-?h2
17、式中，h1為燃燒室出口燃?xì)庾畲髩毫r(shí)溫度為需求冷卻溫度的水蒸氣焓值；h2為燃燒室出口燃?xì)庾畲髩毫r(shí)溫度為進(jìn)水溫度的液態(tài)水焓值；
18、聯(lián)立上述公式，得到：
19、q=ma(cp1×t1-?cp2×t2)=?h1-?h2
20、從而求出理論高壓冷卻水流量wa水0，作為進(jìn)水調(diào)節(jié)閥開度調(diào)節(jié)的pid輸入值保持不變，以控制進(jìn)水調(diào)節(jié)閥的輸出流量。
21、進(jìn)一步地，求出理論高壓冷卻水流量wa水0后，將理論高壓冷卻水流量wa水0×1.2作為進(jìn)水調(diào)節(jié)閥開度調(diào)節(jié)的pid輸入值保持不變。
22、進(jìn)一步地，步驟s5中，若自動(dòng)控制大回水調(diào)節(jié)閥開度后，pw差小于等于設(shè)定值，但流量、溫度滿足要求，則通過手動(dòng)調(diào)節(jié)使小回水調(diào)節(jié)閥開度關(guān)小的方式進(jìn)行微調(diào)使pw差保持在設(shè)定值。
23、進(jìn)一步地，步驟s5中，控制大回水調(diào)節(jié)閥開度時(shí)，采取經(jīng)驗(yàn)擬合曲線對(duì)大回水調(diào)節(jié)閥進(jìn)行閥位給定，使pw差保持在設(shè)定值。
24、進(jìn)一步地，步驟s6中，所述設(shè)定的穩(wěn)態(tài)精度為±0.5%。
25、進(jìn)一步地，所述蓄水池中還設(shè)置有液位控制器，所述液位控制器用于根據(jù)蓄水池中的水位操控進(jìn)水電磁閥維持蓄水池水量。
26、進(jìn)一步地，還包括步驟：
27、s7、當(dāng)設(shè)定的艙內(nèi)試件溫度目標(biāo)值tt艙0發(fā)生改變，則重復(fù)執(zhí)行步驟s3~s6的控制過程，重新執(zhí)行將水噴入試件艙內(nèi)水套將高溫尾氣降至目標(biāo)溫度。
28、進(jìn)一步地，還包括步驟:
29、s8、若實(shí)測(cè)的試件排氣溫度tt艙與艙內(nèi)試件溫度目標(biāo)值tt艙0之間的差值大于預(yù)設(shè)值且維持設(shè)定時(shí)間時(shí)，若實(shí)測(cè)的試件排氣溫度tt艙與艙內(nèi)試件溫度目標(biāo)值tt艙0之間的差值大于預(yù)設(shè)值且維持設(shè)定時(shí)間時(shí)，則強(qiáng)制控制進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、大回水調(diào)節(jié)閥、小回水調(diào)節(jié)閥開度，強(qiáng)行噴入冷卻水降至100℃以下，以降溫為優(yōu)先。
30、相比現(xiàn)有技術(shù)，本申請(qǐng)具有以下有益效果：
31、本專利技術(shù)提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，該方法在高壓冷卻水系統(tǒng)布設(shè)的硬件基礎(chǔ)上，通過自動(dòng)控制一個(gè)進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、兩個(gè)回水調(diào)節(jié)閥，控制噴入試件艙內(nèi)水套的冷卻水在不同工況下變更合適的流量值，避免噴水量太大導(dǎo)致管路積水泄漏、噴水量太小燃?xì)鉁囟冗^高損壞排氣設(shè)備等異常情況，達(dá)到最終發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣降溫至設(shè)定值的目的，實(shí)現(xiàn)在無專人監(jiān)控的情況下，根據(jù)當(dāng)前尾氣溫度自動(dòng)執(zhí)行響應(yīng)動(dòng)作，使排氣溫度得到有效降低，使現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的高溫尾氣噴水冷卻系統(tǒng)尾氣溫度經(jīng)調(diào)控方法后在無需人工監(jiān)控的條件下自動(dòng)降至150℃~200℃，既能保證處在300℃以下，又能有效控制噴入流量，保證剛好汽化不積水，同時(shí)滿足節(jié)能降耗和快速冷卻兩項(xiàng)要求。
32、除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本申請(qǐng)還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
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1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，基于高溫尾氣噴水系統(tǒng)，所述高溫尾氣噴水系統(tǒng)包括蓄水池、手動(dòng)閥、過濾器、高壓離心水泵、止回閥、進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、高壓噴水桿、大回水調(diào)節(jié)閥、小回水調(diào)節(jié)閥，溢流閥，其中：所述高壓離心水泵的輸入端依次連接過濾器、手動(dòng)閥和蓄水池，所述高壓離心水泵的輸出端分別與止回閥、大回水調(diào)節(jié)閥、小回水調(diào)節(jié)閥，溢流閥的輸入端相連接，所述溢流閥的輸出端連接所述高壓離心水泵的輸入端，所述大回水調(diào)節(jié)閥、小回水調(diào)節(jié)閥的輸出端連接蓄水池，所述止回閥的輸出端依次連接進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、高壓噴水桿，所述高壓噴水桿將水噴入試件艙內(nèi)水套，其特征在于，包括步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，其特征在于，步驟S2中，設(shè)定壓差目標(biāo)值Pw差0∈（0.1~0.5）Mpa，設(shè)定艙內(nèi)試件溫度目標(biāo)值Tt艙0?=150℃±5℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，其特征在于
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，其特征在于，步驟S5中，若自動(dòng)控制大回水調(diào)節(jié)閥開度后，Pw差小于等于設(shè)定值，但流量、溫度滿足要求，則通過手動(dòng)調(diào)節(jié)使小回水調(diào)節(jié)閥開度關(guān)小的方式進(jìn)行微調(diào)使Pw差保持在設(shè)定值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，其特征在于，步驟S5中，控制大回水調(diào)節(jié)閥開度時(shí)，采取經(jīng)驗(yàn)擬合曲線對(duì)大回水調(diào)節(jié)閥進(jìn)行閥位給定，使Pw差保持在設(shè)定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，其特征在于，步驟S6中，所述設(shè)定的穩(wěn)態(tài)精度為±0.5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，其特征在于，所述蓄水池中還設(shè)置有液位控制器，所述液位控制器用于根據(jù)蓄水池中的水位操控進(jìn)水電磁閥維持蓄水池水量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，其特征在于，還包括步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，其特征在于，還包括步驟:
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，基于高溫尾氣噴水系統(tǒng)，所述高溫尾氣噴水系統(tǒng)包括蓄水池、手動(dòng)閥、過濾器、高壓離心水泵、止回閥、進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、高壓噴水桿、大回水調(diào)節(jié)閥、小回水調(diào)節(jié)閥，溢流閥，其中：所述高壓離心水泵的輸入端依次連接過濾器、手動(dòng)閥和蓄水池，所述高壓離心水泵的輸出端分別與止回閥、大回水調(diào)節(jié)閥、小回水調(diào)節(jié)閥，溢流閥的輸入端相連接，所述溢流閥的輸出端連接所述高壓離心水泵的輸入端，所述大回水調(diào)節(jié)閥、小回水調(diào)節(jié)閥的輸出端連接蓄水池，所述止回閥的輸出端依次連接進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、高壓噴水桿，所述高壓噴水桿將水噴入試件艙內(nèi)水套，其特征在于，包括步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，其特征在于，步驟s2中，設(shè)定壓差目標(biāo)值pw差0∈（0.1~0.5）mpa，設(shè)定艙內(nèi)試件溫度目標(biāo)值tt艙0?=150℃±5℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，其特征在于，所述步驟s3具體包括步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室試驗(yàn)器高溫尾氣自動(dòng)噴水冷卻控制方法，其特征在于，求出理論高壓冷卻水流量wa水0后，將理論高壓冷卻水流量wa水0×1.2作為...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：侯啟悅，何萍，李概奇，譚威，袁汀，彭劍勇，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)航發(fā)湖南動(dòng)力機(jī)械研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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