[发明专利]喷气燃料热氧化测试设备

说明书

喷气燃料的热氧化特性通过航空涡轮燃料热稳定性标准测试方法评估。该测试方法模拟喷气燃料在运行中遇到的热应力条件，并且经常由称为装备的实验室设备执行。装备包括测试段，测试段具有套筒和布置在套筒内的加热器管。此外，装备包括使燃料样本移动通过测试段的泵系统，并且泵系统设置在双注射器布置中，该布置用于优化通过测试段的燃料流而不引起波动。最后，装备包括冷却系统，用于冷却汇流条并保持加热器管内的适当热分布，并且冷却系统可以设置为独立控制每个汇流条的温度。

相关申请

本申请为PCT国际申请，要求2017年11月29日提交的美国专利申请15/826,272号的优先权，该专利申请以引用方式整体并入于此。

技术领域

本公开涉及喷气燃料热氧化测试，并且更具体地，涉及可与喷气燃料热氧化测试装备一起使用以提高准确度、效率和可靠性的设备。

背景技术

现代喷气发动机系统包括以喷气燃料运行的燃气涡轮发动机。在正常操作条件下，喷气燃料由燃气涡轮发动机的热部件或热区加热，包括燃料喷嘴、燃料喷嘴支承组件和热交换器。现代喷气发动机系统使用喷气燃料的散热能力来冷却各种飞行器系统，包括液压、电子和润滑系统。然而，热管理以及最终喷气发动机系统和机身的性能是如下两者之间的微妙平衡：(i)利用空气冷却使燃料系统更冷地运行，导致性能、成本和重量损失，或(ii)尽可能热地运行系统，引起与不可接受的沉积速率相关联的问题。因此，工程师们经常将喷气发动机系统设计为最大程度地利用现有可用燃料的热稳定性。

整个发动机系统性能以及机身和发动机热负荷更高、同时燃料消耗降低的趋势迫使燃料系统温度进一步升高。因此，许多现代高性能喷气发动机系统利用热应力燃料。然而，在高温下，热应力喷气燃料中的较不稳定物质可能经历氧化反应，从而产生胶(gums)、漆(lacquers)、颗粒和焦炭沉积物。这些产物可能导致若干问题，包括过滤器堵塞、热交换器效率损失、控制单元中滑动部件的粘滞或滞后，以及喷射器结垢和喷射模式(pattern)变形。例如，热应力喷气燃料的氧化可能导致阻塞发动机燃料喷嘴的沉积物或颗粒，从而因燃料喷射模式变形而对发动机热段尤其是燃烧装置区域造成损坏。因此，喷气燃料的热稳定性对于实现现代燃气涡轮发动机的最佳性能是非常关键的。

用于评估喷气燃料热氧化的现行标准是美国国际测试与材料协会(“ASTM国际”)所公布的航空涡轮燃料热稳定性标准测试方法(the Standard Test Method for ThermalStability of Aviation Turbine Fuels)编号D3241、IP323。该测试方法模拟喷气燃料在运行中遇到的热应力条件，而且虽然是在20世纪70年代早期开发的，现在仍然是评估喷气燃料热稳定性的最佳方法。更具体地说，D3241测试方法提出了对燃料系统内喷气燃料沉积分解产物的趋势进行分级的程序。D3241测试方法分为两(2)个阶段执行。第一阶段模拟飞机发动机运行期间存在的燃料条件，第二阶段量化在第一阶段形成的氧化热沉积物。

从那时起，已经开发了各种实验室装置，称为装备(rig)，以便于实施D3241测试方法。这些装备在模拟发动机实际运行期间遇到的那些条件的情况下，使铝加热器管经受样本喷气燃料。然而，这些装备难以使用，并且在将加热器管安装在测试段内以及制备喷气燃料样本时需要大量的专业知识。此外，这些已知装备包括泵系统，泵系统使燃料样本移动通过测试段，但通常有泄漏、不一致的流速和微裂，并且操作和维护非常昂贵。此外，这些已知装备具有原始温度控制系统，影响了测试结果和测试结果的再现性。

发明内容

根据本公开，提供了一种用于将加热器管设置在套筒内的计量器。该计量器可以包括具有第一端和第二端的主体，以及从第一端延伸至主体内一定长度的孔，其中，该孔的直径尺寸设计为接纳套筒的开口端，其中，加热器管包括一对肩部，薄部分插置在所述一对肩部之间并且所述肩部从唇部延伸远离薄部分，并且其中，一个肩部延伸穿过套筒并进入孔的所述长度，从而使唇部设置为靠近套筒的出口。