专利汇可以提供一种燃烧室和涡轮耦合作用机理实验研究装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 燃烧室 和 涡轮 耦合作用机理实验研究装置,包括燃烧室、涡轮静叶盘、涡轮动叶盘等主要部件。工作时,空气和 燃料 混合气体进入配气室充分混合,经旋流 喷嘴 喷射入燃烧室;点火后,混合气体在环形燃烧室内被点燃,产生高温热气流;燃烧室内下游为涡轮结构,热气流通过一级静叶后作用在一级动叶上,产生 力 矩使动叶盘转动; 转子 轴连接 电机 以对动叶盘转速进行调控。本装置可进行内部流场的光学测量、燃烧过程声压测量;可通过铺设冷却系统对热 载荷 分布进行调控;且涡轮部件与燃烧室喷嘴间距可调;可测量不同过渡段长度下随时间变化 温度 场,该实验装置能够有效应用于燃烧室和涡轮耦合机理研究,特别是耦合系统中高温热气流迁移机理的研究。,下面是一种燃烧室和涡轮耦合作用机理实验研究装置专利的具体信息内容。
1.一种燃烧室和涡轮耦合作用机理实验研究装置,其特征在于:该装置主要包括底部法兰盘(1)、顶部法兰盘(2)、旋流喷嘴(9)、燃烧室内壁(4)、燃烧室外壁(3)、涡轮静叶盘(5)、涡轮动叶盘(6)、转子转轴(23)、轴支承主部件(19)、轴支承辅部件(20)、下轴承(21)、上轴承(22)、电机(17)、电机支承部件(18)以及承力筒(16);
底部法兰盘(1)、顶部法兰盘(2)通过螺栓紧固连接,二者之间形成环形的密闭的配气室(8),配气室(8)侧壁开有若干周向对称分布的混合气体入口(7),在顶部法兰盘(2)上周向均布有若干旋流喷嘴(9),承力筒(16)、燃烧室内壁(4)和燃烧室外壁(3)同轴设置于顶部法兰盘(2)上,燃烧室内壁(4)和燃烧室外壁(3)分别为高温不锈钢材质的圆柱筒和石英材质的圆柱筒,顶部法兰盘(2)位于燃烧室内壁(4)和燃烧室外壁(3)之间的区域上设有环形凸台结构,燃烧室内壁(4)和燃烧室外壁(3)与该环形凸台结构进行最大间隙为毫米量级的间隙配合,涡轮静叶盘(5)固定安装于承力筒(16)上,燃烧室内壁(4)、燃烧室外壁(3)、涡轮静叶盘(5)及顶部法兰盘(2)之间的空间形成燃烧室(11),空气和燃气的混合气体通过混合气体入口(7)进入配气室(8),再经旋流喷嘴(9)进入燃烧室(11);点火针从燃烧室外壁(3)上的通孔(12)插入燃烧室用于引燃旋流混合气体;涡轮动叶盘(6)设置于涡轮静叶盘上方,转子转轴(23)上端与涡轮动叶盘(6)之间键连接,下端通过联轴器连接电机(17),转子转轴与轴支承主部件(19)之间设有上轴承(22),与轴支承辅部件(20)之间设有下轴承(21),且转子转轴上安装有轴套(24);轴支承主部件(19)通过螺钉紧固在涡轮静叶盘(5)上,轴支承辅部件(20)、电机支承部件(18)通过螺钉依次紧固于轴支承主部件(19)下方。
2.根据权利要求1 所述的燃烧室和涡轮耦合作用机理实验研究装置,其特征在于:所述的旋流喷嘴(9)上开有中心盲孔作为主喷嘴通道,且侧壁上开有6个切向圆孔通道(28),气流从切向圆孔通道(28)进入主喷嘴通道形成旋流,主喷嘴通道底部设有螺纹孔(29)用于装配稳流装置进行对比实验。
3.根据权利要求1 所述的燃烧室和涡轮耦合作用机理实验研究装置,其特征在于:所述的涡轮静叶盘(5)和涡轮动叶盘(6)均采用整体叶盘技术加工制造,静叶叶片(13)和动叶叶片(15)进行抛光处理,涡轮静叶盘(5)的最大径向尺寸即静叶叶尖处与燃烧室外壁(3)进行配合, 涡轮动叶盘(6)的最大径向尺寸即动叶叶尖处与燃烧室外壁(3)的间隙为毫米量级,涡轮静叶盘(5)底部有沉头孔用以装配连接涡轮静叶盘(5)和顶部法兰盘(2)的长螺杆。
4.根据权利要求3所述的燃烧室和涡轮耦合作用机理实验研究装置,其特征在于:所述的静叶叶片和动叶叶片均为三维叶型,其中静叶叶片数量为26,动叶叶片数量为36,静叶盘盘毂为收缩通道,气流被压缩并在静叶处流向偏转作用于动叶叶片。
5.根据权利要求1 所述的燃烧室和涡轮耦合作用机理实验研究装置,其特征在于:所述的涡轮静叶盘(5)的内部壁面有螺旋布置的冷却水管槽道(14)用以铺设铜制冷却水管,铺设方式为自上而下,通过连接到外部的水泵进行冷却液的驱动以实现涡轮部件的热防护。
6.根据权利要求1 所述的燃烧室和涡轮耦合作用机理实验研究装置,其特征在于:所述的上轴承(22)为深沟球轴承,而下轴承(21)为成对的角接触球轴承,能够承受轴向载荷与倾覆力矩;转子转轴(23)与涡轮动叶盘(6)间为键连接以固定径向的相对位置,转子转轴(23)上端部通过与螺母的螺纹连接和轴支承主部件(19)上端面的压力作用固定了轴向的相对位置,使得涡轮动叶盘(6)和涡轮静叶盘(5)之间的最小间隙为亚毫米量级;转子转轴(23)下端部同样通过与螺母的螺纹连接固定下轴承(21)的轴向位置,而轴套(24)能够对转子转轴(23)起到轴向定位的作用;转轴上端和下端的螺纹的正反牙配置与轴的旋转方向相匹配。
7.根据权利要求1 所述的燃烧室和涡轮耦合作用机理实验研究装置,其特征在于:所述的轴支承主部件(19)和轴支承辅部件(20)为转子转轴(23)和下轴承(21)、上轴承(22)的主要定位和承力部件,轴支承主部件(19)有开口结构(30)作为冷却水管连接外部水泵的通道。
8.根据权利要求1 所述的燃烧室和涡轮耦合作用机理实验研究装置,其特征在于:所述的底部法兰盘(1)的底部开有辐射状通道,且内环进行倒角处理作为冷却水管和电机控制线路进出的通道;配气室(8)侧壁设有阶梯结构(10)用于铺陈防回火纱网装置;除用于配合混合气体入口(7)的螺纹孔外,底部法兰盘(1)的侧壁上还开有周向等方位角分布的螺纹孔(27)以配合声学测量设备;底部法兰盘(1)的底面与安装台面接触并通过螺钉进行紧固连接,Ⅰ型通孔(25)呈圆周状排布而Ⅱ型通孔(26)呈方形网格状排布可对应装配于光学平台上。
9.根据权利要求1 所述的燃烧室和涡轮耦合作用机理实验研究装置,其特征在于:承力筒(16)和燃烧室内壁(4)有多套相对应的高度组合以实现涡轮部件与燃烧喷头间不同的距离组合,用于实验探究涡轮部件与燃烧喷头间距离的影响因素。
10.一种用来装配根据权利要求1所述的燃烧室和涡轮耦合作用机理实验研究装置的
装配方法,其特征在于包括如下步骤:
- 将底部法兰盘(1)固定于安装平台并旋入混合气体入口(7)和声学测量部件,将旋流喷嘴(9)装配到顶部法兰盘(2)后整体装配到底部法兰盘(1)上,
- 将燃烧室外壁(3)、燃烧室内壁(4)和承力筒(16)依次放置在顶部法兰盘(2)上并完成相应配合,后将涡轮静叶盘(5)放入燃烧室外壁(3)内并与燃烧室内壁(4)和承力筒(16)配合,再用长螺杆连接涡轮静叶盘(5)和底部法兰盘(1)、顶部法兰盘(2);
- 将轴套(24)和下轴承(21)套入转子转轴(23)并装配到轴支承主部件(19)上后用螺母加以固定,并在另一端将上轴承(22)装配到轴支承主部件(19)上,通过沉头螺钉连接电机支承部件(18)、轴支承主部件(19)、轴支承辅部件(20)并通过螺钉上的螺母紧固轴支承辅部件(20)和轴支承主部件(19),将电机(17)装配到电机支承部件(18)上后通过螺钉将轴支承主部件(19)固定到涡轮静叶盘(5)上;
- 在涡轮静叶盘(5)内壁的冷却水管槽道(14)上铺设冷却水管并将进出管道通过轴支承主部件的开口结构(30)引至安装台面,并通过夹持机构将冷却水进出口管道和电机线路从底部不同通道(31)取出并分别连接冷却液驱动及回收系统和电机驱动及控制模块,再将涡轮动叶盘(6)放入燃烧室外壁(3)中并与转子转轴(23)进行键连接后通过螺母加以固定,最后在通孔(12)插入点火针并将混合气体入口(7)与气站连接。
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