[发明专利]一种低温泵性能测试系统

说明书

本发明公开了一种低温泵性能测试系统。控温控压装置的内外罐体均容置有液氮和氮气，内罐体置于外罐体的液氮和氮气内；潜液泵内设液氮池，液氮池容置有液氮，液氮池内布置泵体；较小液氮罐和较大液氮罐均与液氮泵入口连接，液氮泵经汽化器接到高压气罐；高压气罐经阀和控温控压装置的内外罐体连接，较大液氮罐液相口和控温控压装置的内罐体、低温泵测试段连接，低温泵测试段和较小液氮罐连接，控温控压装置内罐体和诱导轮测试段连接，诱导轮测试段和潜液泵液氮池连接，泵体出口经阀、流量计和较小液氮罐入口、低温泵测试段、控温控压装置内罐体连接。本发明实现温度、压力、流量参数的调节控制，满足实验前准备、实验后液氮回收的自动控制。

技术领域

本发明涉及了一种泵测试系统，尤其是涉及一种低温泵性能测试系统。

背景技术

空化是指液体流动过程中由于静压降低到饱和蒸汽压附近而汽化的现象。空化是一个非常复杂的过程，并且会产生相应不同程度的噪声，当涉及到低温流体时，其复杂性会进一步增加。低温流体中的空化现象，普遍存在于低温泵、阀门、流量计及系统管路中。空化的产生及溃灭会导致的高压从而引发振动、噪声以及对固体壁面的腐蚀。对低温流体空化的非稳态机理进行研究，有助于低温涡轮泵、低温阀门等流体机械的振动噪声控制。

随着载人航天、深空探测等大型航天活动的开展，对液体运载火箭的推力要求越来越高，用作推进剂的低温流体在流经推进系统时容易发生空化,使得内部流场变得不稳定而引起强烈的机械振动，从而降低了液体火箭发动机的可靠性和推力性能。对低温流体的非稳态空化特性及机理的深入理解有助于液体火箭发动机低温泵系统性能优化,因此具有重要作用。空化现象是导致火箭发动机低温泵失效的基础问题。低温泵可满足低温液态空气和低温液态氮气的输送和增压要求，是构成液态空气储能系统的重要工艺设备，对其结构和性能进行研究和优化可促进液态空气储能技术的发展。空化现象会在离心泵内产生大量气泡及伴随气泡流动和溃灭过程中的强烈水击，会导致低温泵的扬程效率急剧下降和过流部件的损坏,严重时影响到整个机组的稳定运行。低温泵汽蚀性能影响的理论和实验基础还不够完善，故掌握低温流体空化特性及其机理具有重要的理论意义和工程应用价值。

发明内容

本发明的目的是根据已经存在的问题和现有技术的不足，提供一种特定低温状态液氮的低温泵性能测试平台系统，具备高度自动化的控制，能够针对温度、压力、流量不同时，实现不同工况下低温泵的性能测试。其应用需求在于科研领域中测试低温流体在特定输入条件下的空化情形的基础性研究工作。

本发明所采用的技术方案是：

本发明包括较小液氮罐、高压气罐、汽化器、液氮泵、较大液氮罐、控温控压装置、潜液泵、流量计、换热器和盘管；控温控压装置包括内罐体和外罐体，内罐体和外罐体均容置有液氮和氮气，内罐体置于外罐体的液氮和氮气内；潜液泵内设液氮池，液氮池容置有液氮，液氮池内布置泵体；较小液氮罐和较大液氮罐的出口均与液氮泵入口连接，液氮泵的出口经汽化器连接到高压气罐；

所述增压控制时，设置了液氮泵和高压气罐，液氮通过液氮泵升压后进入汽化器复温，存储在高压气罐中。

所述的高压气罐存储高压氮气，为控温控压装置提供压力源；

所述的汽化器对低温氮气或者液氮增压，防止进入高压气罐的压力过低；

所述的液氮泵使液氮的循环流动，为高压气罐提供压力源。

所述高压气罐和汽化器对高压气罐快速增压和升温，以达到实验所需工况。

高压气罐分别经各自一个阀和控温控压装置的内罐体、外罐体连接，较大液氮罐的液相口经阀分别和控温控压装置的内罐体、低温泵测试段的一端连接，低温泵测试段的另一端经阀和较小液氮罐的入口连接，控温控压装置的内罐体经换热器和诱导轮测试段的一端连接，诱导轮测试段的另一端和潜液泵液氮池连接，潜液泵内的泵体出口经阀和流量计的一端连接，流量计的另一端分别经阀分别和较小液氮罐的入口、低温泵测试段的另一端、控温控压装置的内罐体连接。