[实用新型]航空发动机高空模拟试车台能量吸收与转换装置

说明书

本实用新型公开了航空发动机高空模拟试车台能量吸收与转换装置，包括排气塔、环形塔缘板、能量吸收塔、势能转化盘、声能转化盘、塔顶盖、集热管网、温差发电片、冷凝室、汽轮机组；本实用新型的有益效果在于，首先，该装置通过对排气塔地基和排气系统末端及其内部进行适当改造，或者只在高空台排气塔部分相关位置合理的嵌入本装置，保证高空台的主体结构和功能没有变化；其次，该装置对高空台排放的能量进行吸收、转化和再利用，统计可知装置的总体效率为82％～98％，能量的吸收与转化量为15.58～18.62万千瓦，达到了节能减排的作用；最后，装置的每个子系统均能实现国产化，显著降低了改造成本，适合现有的高空台改造和使用。

技术领域

本发明涉及航空发动机高空模拟试车台技术领域，尤其涉及航空发动机高空模拟试车台高效嵌入式和能量吸收与转换装置。

背景技术

目前，世界各国高空模拟试车台造价昂贵，耗能巨大，以某发展中国家某型高空台为例，主要包括供气系统，试验舱，排气冷却系统，抽气系统和其他附属装置。供气系统包括压气机，加温器，干燥及降温装置，混合器，相应的辅助系统和调温调压阀门等，它向试验舱内发动机提供合适的温度压力湿度和流量空气，它由14台离心式压缩机组成，最大供气量达350kg/s，最大供压达4.5个大气压。它其中的加温器能够把流量近70kg/s 的空气加热至500℃，加温器(冲天炉)运行一天所消耗的天然气相当于一个中小城市(44万户家庭)一天的消耗量，降温装置能够把流量50kg/s的空气从常温降到-70℃，其制冷量足够一个百万人口的城市在整个夏天每人都能享受空调，这是用专门的膨胀涡轮达到的，由美国引进。高空舱内装有被试验的发动机及附属系统，试验舱前舱保持发动机压气机截面上的气流条件，而后舱则模拟飞行高度的大气压和温度。系统包括排气扩压器，排气冷却器和抽气机(或称引射器)，及各种串并连接管道及阀门等，其中抽气机最大抽气容积流量达到27000立方米/分钟，可以在3分钟内抽光鸟巢内部空气，使其被大气压压垮。除此之外，它还有电，水和油系统，控制，数据采集系统等。高空台的压气机，降温设备，泵，阀门，抽水机等许多设备都需要电力驱动，试车时耗电量惊人，是名副其实的电老虎，该高空台总装机容量17万千瓦，一天用电量相当于250万人口的中型城市一天的生活用电量，为了缓解高空台启动时对居民和工业用电的影响，试验一般安排在后半夜进行，并与当地电力部门协调好防止跳闸，为了冷却大量的高温设备和调节发动机进口空气湿度，高空台还需要大量的喝水，不仅要喝水，为了防止管道结垢堵塞和异物进入，还要喝经过软化过滤处理的纯净水，高空台日耗水量相当于一个450万人口的大型城市日用水量，一般的管道输水(自来水)是远远不够的，为了满足高空台需要，还专门在临近高空台的一座小山上修建了一座近百亩的小型水库，试验时先用水泵将水抽入水库，在通过直径1米的输水管道进入高空台等设备中。因此，现有的高空模拟试车台工作时产生大量废气、热能、高速燃气流和噪音等可再利用的能量白白排放到大气中，不仅是一种巨大的资源浪费，而且长期的排放也会给当地气候带来一定的影响。

发明内容

1.现有技术存在的问题

本发明的目的在于，提出一种航空发动机高空模拟试车台高效嵌入式能量吸收与转换装置，采用不影响高空模拟试车台主体功能的高效嵌入式排放能量吸收与转化装置，将实验设备产生并排放出的无用的热能、燃气流体势能、辐射能和声能吸收并转化为电能，经过一定的处理再次输入高空台供其工作或者并入厂所内部电网或者国家电网，减少电能的消耗，从而提高电能的利用率。

2.技术方案