[发明专利]一种测量航空发动机、燃气轮机进气流量方法

权利要求书

1.一种测量航空发动机、燃气轮机进气流量方法，包括：

数据测量，包括：

测量整机实验环境进气成份浓度；

测量碳氢燃料的分子常数；

测量整机实验中烟气成份浓度；以及

测量实验中燃油流量；

元素平衡分析；以及

进口空气流量的计算；

其中，所述测量整机实验中烟气成份浓度，是在航空发动机、燃气轮机整机试车过程中，待实验测量工况达到稳定状态后，测量排放烟气成份的浓度；所述烟气成份包含CO₂、CO、C_xH_y、NO、NO₂，其中x为碳氢燃料中碳的分子常数；y为碳氢燃料中氢的分子常数；

所述整机实验中烟气CO₂与CO的测量浓度为干基浓度，需要乘以修正系数K得到实际的湿基浓度；

所述修正系数K为：

其中，h_d为除水后烟气湿度；m为碳氢燃料中碳的分子常数；n为碳氢燃料中氢的分子常数；[HC]为未燃碳氢的湿基浓度；x为未燃碳氢中碳的分子常数；y为未燃碳氢中氢的分子常数；[NO₂]指的是NO₂的湿基浓度；[CO₂]_d为CO₂的干基浓度；[CO]_d为CO的干基浓度。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述测量整机实验环境进气成份浓度是测量实验环境的空气中O₂、CO₂的干基浓度，确定空气中O₂的体积分数S、空气中CO₂的体积分数T以及空气湿度h。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述测量碳氢燃料的分子常数是通过提取燃料样本，测量得到燃料C_mH_n中m、n的数值，其中，m为碳氢燃料中碳的分子常数；n为碳氢燃料中氢的分子常数。

4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述测量整机实验中烟气成份浓度的步骤中，采样时靠近排气喷口截面以保证烟气采样的准确度，同时采样孔不少于12个，均匀分布于喷口周向，径向上采样点不少于3个，以保证采样的均匀性。

5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述的测量实验中燃油流量是提取所述工况下，试车台的燃油消耗流量的测量数据mf。

6.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述元素平衡分析是通过整机实验环境进气成份浓度、碳氢燃料的分子常数、实验中燃油流量与整机实验中烟气成份浓度之间建立的碳平衡、氢平衡、氧平衡以及氮平衡关系进行计算的过程，最终根据元素平衡分析计算得到与每摩尔燃料掺混反应的空气摩尔数P₀。

7.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述进口空气流量的计算是通过对燃料与空气的分子量及燃料的流量m_f进行计算得到的，采用的计算公式为：

其中，m_a为进口空气的质量流量；m_f为消耗燃料的质量流量；M_c为碳元素原子量；M_c为氢元素原子量；为氮气分子量；为氧气分子量；为二氧化碳分子量；为水分子量。