[发明专利]一种研究不同温度下煤油中游离水结晶情况的试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种研究低温下煤油结晶情况的试验方法，属于航天试验技术领域。

背景技术

我国某新一代液氧煤油火箭发动机地面试车采用煤油大循环换热的方式进行冷却，全部煤油均冷却至低温状态，在试验过程中出现因低温煤油结晶堵塞过滤器而造成发动机试车紧急关机的情况。为了提高该型发动机工作可靠性，提出工艺改进方案，有必要针对火箭低温煤油的状态进行试验。验证煤油缓慢冷却至真实使用状态，是否会出现冰晶；验证少量低温煤油对发动机过滤器流阻的影响；验证煤油快速降温对发动机过滤器流阻的影响。因此，需要一种试验方法，可以尽量真实模拟发动机工作过程中煤油的各种降温方式，然后通过某种指标对其性能能变化进行评价。

本试验方法利用常温氮气和液氮混合获取低温氮气做为冷源，能够实现流量、温度的快速简便调控，同时通过容器内均匀布置的换热盘管进行换热，使煤油换热均匀，减少温度分层和局部温差过大现象，从而实现模拟各类模式下发动机煤油真实的降温过程，然后将低温煤油进行挤压排放，通过可视化过滤器直接观察过滤器滤网处变化并采集某流量下过滤器前后压差变化来评价煤油是否出现结晶以及结晶程度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：设计一种试验方法，可以实现模拟某液氧煤油发动机工作过程中煤油的不同降温过程，研究不同降温过程对应的煤油结晶情况。

本发明的技术解决方案是：一种研究不同温度下煤油中游离水结晶情况的试验方法，包括低温氮气预混器、手动阀门、煤油容器、换热盘管、管路、可视化过滤器、回收容器、温度传感器、压力传感器、流量计、采集设备。常温氮气和液氮通过预混器掺混产生低温氮气，低温氮气通过煤油容器内的换热盘管与煤油换热后排放到空气中，煤油达到目标温度后关闭低温氮气，给容器增压，进行低温煤油挤压排放，通过监测排放管路上设置的过滤器的前后压差变化判断该温度下煤油的结晶程度。

附图说明

图1为研究不同温度下煤油中游离水结晶情况的原理示意图。

图中：

1.预混器 2.温度计3.手动阀门

4.煤油容器 5.换热盘管6.压力传感器

7.压差计 8.可视化过滤器9.流量计

10.数据采集设备11.调节阀

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明和解释本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明由预混器(1)、温度计(2)、手动阀门(3)、煤油容器(4)、换热盘管(5)、压力传感器(6)、压差计(7)、可视化过滤器(8)、流量计(9)、数据采集设备 (10)、调节阀(11)组成。

液氮和氮气通过预混器产生低温氮气为系统提供冷源，通过液氮、氮气流量和预混器出口阀门开度可以控制冷源温度和流量；低温氮气通过换热盘管使煤油逐渐降温，通过容器内分布的温度传感器监测煤油温度变化，当达到目标温度后关闭低温氮气；启动采集设备，通过氮气外增压，进行低温煤油挤压排放，采集记录过流过滤器前后的压差，通过比较不同温度下试验数据可以获得煤油的低温结晶特性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

本发明未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。