[发明专利]一种闭式循环涡轮特性试验方法

权利要求书

1.一种闭式循环涡轮特性试验方法，其特征在于，所述试验方法基于闭式循环涡轮特性试验装置进行，所述试验装置包括由惰性混合气体储气罐、进气压力调节器、稳压箱、流量计、第一加热器、进气温度及压力探针、涡轮试验器、排气温度及压力探针、高温排气阀、第一节流阀、增压设备、换热器、气体成分分析仪和真空泵依次连接，真空泵连接稳压箱组成的闭式循环回路，以惰性混合气体作为工质；以及由离心压气机和第二节流阀依次连接且离心压气机与涡轮试验器同轴连接组成的第一开式循环回路，以空气作为工质；所述试验方法包括以下步骤：

S1：排空闭式循环回路中的空气，然后向闭式循环回路中注入惰性混合气体；

S2：开启增压设备，启动涡轮试验器，建立惰性混合气体在管路中的闭式循环，并将涡轮试验器转速逐步提高至20%~30%设计值；

S3：调整闭式循环回路和第一开式循环回路中的气体流量，将涡轮试验器转速控制在不超过50%设计值；

S4：按照试验的设定工况，调整涡轮试验器的转速，并使涡轮试验器的进口总压和进口总温稳定在设定工况；

S5：调节闭式循环回路中第一节流阀的开度，改变涡轮试验器出口背压；同步调节增压设备，保证涡轮试验器的进口总压不变；与此同时，调节换热器和第一加热器的功率，保证涡轮试验器的进口总温不变，使得涡轮试验器的工作点仅在该转速对应的特性线上移动；当涡轮试验器的进出口气流参数稳定以后，测量其进出口热力学参数，每条特性线录取的数据点不少于6个；

S6：重复步骤S4和S5，调整第一开式循环回路中第二节流阀的开度，通过增加或减小离心压气机的流量，改变涡轮试验器的负载，实现涡轮试验器的变工况运行；将涡轮试验器调整至其他待测转速，依次完成全部特性线数据点的测量、录取工作；

所述增压设备包括依次连接的增压压气机、向心涡轮、第二加热器、流量调节阀、空气气源，增压压气机与向心涡轮同轴连接，形成第二开式循环回路，增压压气机的进气口连接第一节流阀，出气口连接换热器；通过增压压气机提高涡轮试验器出口管路中气体的压力；

所述步骤S1中，关闭第一开式循环回路中的第二节流阀，打开闭式循环回路中的第一节流阀，开启闭式循环回路中的真空泵将管路中的空气排空，向闭式循环回路注入惰性混合气体时，稳压箱内的压力达到0.36Mpa；

所述步骤S2中，打开第一开式循环回路中的第二节流阀，开启闭式循环回路中的换热器，开启闭式循环回路和第二开式循环回路中的第二加热器至最小功率，同步逐渐打开闭式循环回路中的第一节流阀和第二开式循环回路中的流量调节阀，建立惰性混合气体在管路中的闭式循环；

所述步骤S3中，逐步提高闭式循环回路和第二开式循环回路中第二加热器的功率，同步调节第一开式循环回路中的第二节流阀，保证涡轮试验器进口温度不超过规定值，且转速不超过50%设计值；

所述步骤S4中，调节闭式循环回路中第一节流阀和第二开式循环回路中流量调节阀的开度，将涡轮试验器转速提高至设定工况；调节第一开式循环回路中第二节流阀的开度，减小离心压气机流量，降低涡轮试验器负载；根据设定工况对应的涡轮试验器落压比，调节第一节流阀的开度，使其前后压差达到92%~97%设计落压比；调节第二开式循环回路中流量调节阀的开度，改变向心涡轮的转速，使涡轮试验器的进口总压稳定在设定工况；调节第一加热器的功率，将涡轮试验器的进口总温稳定在设定工况；

所述步骤S6中，试验过程中，根据闭式循环回路中的压力变化情况，通过开关高温排气阀或惰性混合气体储气罐的阀门，向其中注入或从中排出惰性混合气体，使涡轮试验器均工作在设定工况点，且闭式循环回路中稳压箱的压力在0.36MPa。