[发明专利]一种超临界航空煤油粘性测量的装置及方法

权利要求书

1.一种超临界航空煤油粘性测量的装置，其特征在于：包括环形截面测量管、测量腔左端盖、测量腔右端盖、真空泵接口、环形套筒、导压管、石棉垫片、差压变送器、过滤网、压力表、热电偶、密封圈、金属遮热板、四通接头和三通接头；

环形套筒两端分别与测量腔左端盖和测量腔右端盖进行连接，形成封闭容腔，容腔内沿径向均匀分布双层金属遮热板；环形截面测量管水平穿过测量腔左端盖和测量腔右端盖的中心孔，其进出口稳定段分别开有沉孔，用于同差压变送器两端的导压管进行连接；环形截面测量管左端连接有四通接头，右端与一个三通接头进行连接；四通接头入口处放置有过滤网，另外两口分别与热电偶以及压力表进行连接；三通接头另外两口分别为热电偶接口和待测流体出口；环形套筒和环形截面测量管上均设有真空泵接口。

2.根据权利要求1所述的一种超临界航空煤油粘性测量的装置，其特征在于：所述的环形截面测量管内芯外径8mm＜D₁＜12mm，外环内径12mm＜D₂＜16mm，以保证在满足压差测量精度的同时符合层流流动状态的要求。

3.根据权利要求1所述的一种超临界航空煤油粘性测量的装置，其特征在于：所述的环形截面测量管长度300mm＜L＜500mm，以避免测量中产生过大的压力损失。

4.根据权利要求1所述的一种超临界航空煤油粘性测量的装置，其特征在于：环形套筒与测量腔左端盖和测量腔右端盖之间以及环形截面测量管与测量腔左端盖和测量腔右端盖中心孔的间隙均采用可以耐高温高压的硅橡胶圈来进行密封。

5.根据权利要求1所述的一种超临界航空煤油粘性测量的装置，其特征在于：采用热电偶温度测量范围为0～1000K，耐压极限不低于6MPa；压力表的测量范围为0～6MPa，耐温极限不小于1000K。

6.一种超临界航空煤油粘性测量的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤一：选取环形截面柱形管为粘性测量段，准确测量并记录测量段长度L；

步骤二：准确测量并记录测量段内芯外径D₁以及外环内径D₂，对超临界航空煤油的粘性进行预估，根据确定固定的质量流量以保证测量段内流体的流动状态为层流，其中，雷诺数Re为表征超临界航空煤油流动情况的无量纲数，μ为超临界航空煤油的动力粘度；

步骤三：对测量段以及压力变送器进行排气处理，以提高测量的精度；

步骤四：检查压力变送器、热电偶以及压力传感器是否工作正常；

步骤五：对超临界航空煤油的粘性进行测量：

首先固定待测流体压力，控制待测流体的质量流量为满足层流流动要求的合适值，将待测流体加热至测定温度，进行粘性测量，待压力、流量、温度均稳定后，对其进行记录，可得测量段的总流量测量段进出口压差Δp，根据环形截面柱形管粘性测量公式：

可以得到该温度工况下待测流体的动力粘度μ，其中，ρ为超临界航空煤油的密度值；

步骤六：改变测量段进口温度，重复步骤五，进行下一温度工况粘性的测量，直至待测流体温度达到所需测量的上限；

步骤七：调节压力，重复步骤五、六，进行下一个压力工况的粘性测量，直至待测流体压力达到所需测量的上限，由此得到不同压力下流体粘性随温度的变化关系。

7.根据权利要求6所述的一种超临界航空煤油粘性测量的方法，其特征在于：粘性测量中，待测流体温度上限为1000K，待测流体压力上限为6MPa。