[发明专利]一种微小型压气机、涡轮综合性能试验台及试验方法

权利要求书

1.一种微小型压气机、涡轮综合性能试验台，其特征在于，包括压气机进气系统(1)、压气机和涡轮系统(2)、燃气发生系统(3)、压气机排气系统(4)和涡轮排气系统(5)；其中，压气机和涡轮系统(2)包括可拆卸式轴连的压气机(21)和涡轮(24)，压气机进气系统(1)连接并给压气机(21)供气，燃气发生系统(3)连接并给涡轮(24)提供动力；压气机和涡轮系统(2)的后端分别连接压气机排气系统(4)和涡轮排气系统(5)处理排气。

2.根据权利要求1所述的一种微小型压气机、涡轮综合性能试验台，其特征在于，压气机进气系统(1)包括进气过滤器(11)、流量计(12)、调节阀(13)、闸阀(14)和压气机进气测量系统(15)；气流通过进气过滤器(11)进入压气机进气系统(1)，随后分为两路，一路通过流量计(12)和调节阀(13)连接压气机进气测量系统(15)，另一路通过闸阀(14)直接连接压气机进气测量系统(15)；压气机进气测量系统(15)后端连接压气机(21)。

3.根据权利要求1所述的一种微小型压气机、涡轮综合性能试验台，其特征在于，压气机和涡轮系统(2)还包括空气轴承(22)和轴承供气装置(23)，压气机(21)通过空气轴承(22)可拆卸地连接涡轮(24)，轴承供气装置(23)连接空气轴承(22)并供气。

4.根据权利要求3所述的一种微小型压气机、涡轮综合性能试验台，其特征在于，有多种涡轮(24)备用，根据试验的目的，涡轮(24)包括多种与被测压气机(21)匹配的不同功率级别、不同转向的涡轮，涡轮(24)还包括被试涡轮。

5.根据权利要求4所述的一种微小型压气机、涡轮综合性能试验台，其特征在于，空气轴承(22)上装有齿盘和电涡流转速传感器。用于测量被试压气机转速，其他传感器如振动加速度传感器、压力传感器和温度传感器用于监视空气轴承的工作状态和被试压气机的近喘状态。

6.一种微小型压气机、涡轮综合性能试验方法，使用如权力要其1至5所述的任意一种微小型压气机、涡轮综合性能试验台，其特征在于，包括压气机试验方法和涡轮试验方法；压气机试验时，涡轮为驱动涡轮，驱动涡轮和被试压气机、空气轴承、轴承供气装置组成压气机和涡轮系统，驱动涡轮有多个不同功率级别、不同转向的涡轮，用于驱动不同功率级别、不同转向的被试压气机；涡轮试验时，涡轮为被试涡轮，被试涡轮的传动轴与电力测功机系统相连，组成压气机和涡轮系统。

7.根据权利要求6所述的一种微小型压气机、涡轮综合性能试验方法，其特征在于，压气机试验方法具体为：

涡轮、空气轴承和压气机同轴安装，燃气发生器产生高温高压的燃气或电加热器产生的热气驱动涡轮，涡轮再驱动压气机运转。压气机通过其进气系统从环境抽气并进行压缩，最后将压缩空气通过压气机排气系统排入总排气道；调节压气机的工作状态点，测量某一个压气机工作状态点的转速、进出口的温度、压力以及流过压气机的流量来计算压气机性能参数；试验中保持选定的相似换算转速不变，在压气机的喘振点和堵塞点之间合理选择一定数量的不同压比和流量的工作状态点，测量这些状态点的性能参数；在压比—流量图上连接这些点就形成一条等转速压气机特性线，在压比—流量图上连接不同相似换算转速的喘振点就形成一条压气机稳定工作边界线,在在压比—流量图上连接效率相同的拟合点，形成等效率线。

8.根据权利要求6所述的一种微小型压气机、涡轮综合性能试验方法，其特征在于，涡轮试验的具体方法是：

压气机不安装，相关管路连接断开，涡轮为被试涡轮；根据涡轮工作温度切换选择燃气发生系统，燃气推动涡轮旋转，涡轮的转动通过传动轴带动电力测功机系统转动，通过电力测功机系统施加不同大小的扭矩来改变涡轮的工作状态；首先拟定涡轮的转速范围并选定多个涡轮试验转速，进而确定每个涡轮转速的落压比试验范围和试验点；试验中保持选定的相似换算转速不变，开大调节阀开度，增加涡轮的进口流量，到达设定压比试验点并保持工作状态稳定的情况下，测量涡轮进出口压力和温度参数，计算出涡轮的落压比、相似换算流量、涡轮的效率和功率等参数；试验中保持选定的相似换算转速不变，关小调节阀开度，减小涡轮的进口流量，到达设定压比试验点并保持工作状态稳定的情况下，测量涡轮进出口压力和温度参数，计算出涡轮的落压比、相似换算流量、涡轮的效率和功率等参数；在压比—流量图上，连接等相似换算转速下测得试验点流量参数就形成一条等转速涡轮特性线。