[发明专利]一种研究两相膨胀过程的等效膨胀测试系统和方法

权利要求书

1.一种研究两相膨胀过程的等效膨胀测试方法，其特征在于，基于一种研究两相膨胀过程的等效膨胀测试系统进行测试，所述研究两相膨胀过程的等效膨胀测试系统包括闪蒸工况调节测试模块、工质输入模块、工质输出模块以及数据采集组件；所述的闪蒸工况调节测试模块包括依次相连的定容闪蒸腔(4)、质量流量计(6)、压力调节阀(7)和真空罐(8)，工质输入模块为闪蒸工况调节测试模块提供符合运行工况初始状态的工质，工质输出模块用于将测试工质进行排放或回收；所述的数据采集组件包括布置在定容闪蒸腔(4)内用于测量气相和液相状态的压力传感器和温度传感器；定容闪蒸腔(4)的内部布置有与各种类型膨胀机几何相似的固体边界，固体边界在定容闪蒸腔(4)的带动下做旋转运动，提供与实际膨胀机运动相似及几何相似的边界扰动；

等效膨胀测试方法包括以下步骤：工质输入模块给闪蒸工况调节测试模块充注工质；充注过程完成后，定容闪蒸腔(4)内发生闪蒸过程，闪蒸蒸汽依次通过质量流量计(6)和压力调节阀(7)，最终膨胀至真空罐(8)；所述的真空罐(8)内假设存在一个能维持内部压力与定容闪蒸腔(4)同步的虚拟膜，则在闪蒸蒸汽进入真空罐(8)后，被虚拟膜包裹，体积发生膨胀；所述质量流量计(6)获得的瞬时流量为m_t，按下式计算虚拟膜内的工质质量：

依据定容闪蒸腔(4)内测得的蒸汽压力P_v和温度T_v，获得虚拟膜内的容积，为：

V_d＝f(P_v,T_v,M_d)

通过对压力调节阀(7)的开度进行控制，使虚拟膜内的容积逼近两相膨胀机膨胀腔的变速扩容曲线，即得到与实际膨胀机几何相似的研究模型。

2.根据权利要求1所述的研究两相膨胀过程的等效膨胀测试方法，其特征在于：

所述的定容闪蒸腔(4)沿液面不同高度布置有多个用于测量液相状态的温度传感器。

3.根据权利要求1所述的研究两相膨胀过程的等效膨胀测试方法，其特征在于：

所述的定容闪蒸腔(4)通过在底面中心安装的扰动器(5)驱动旋转。

4.根据权利要求1所述的研究两相膨胀过程的等效膨胀测试方法，其特征在于：工质输入模块包括依次相连的过滤器(12)、储液罐(1)、工质泵(2)和工质加热组件，所述的工质加热组件为连接管路上的工质加热罐(3)或者设置在定容闪蒸腔(4)中的加热模块；所述的数据采集组件还包括布置在真空罐(8)、储液罐(1)以及工质加热罐(3)上的压力传感器和温度传感器，各个压力传感器和温度传感器的数据通过NI数据采集系统进行采集。

5.根据权利要求1所述的研究两相膨胀过程的等效膨胀测试方法，其特征在于：

所述的工质输出模块采用开式或闭式两种形式；

开式工质输出模块将对环境无污染的工质直接排出；闭式工质输出模块采用管路将真空罐(8)与工质输入模块连接，管路上设置有压缩机(10)和冷凝器(11)。

6.根据权利要求1所述的研究两相膨胀过程的等效膨胀测试方法，其特征在于：

所述定容闪蒸腔(4)的底面设置热工质进口(24)与冷工质进口(25)，定容闪蒸腔(4)的顶面上设置工质出口(28)，定容闪蒸腔(4)的侧面设置有可视窗(23)，数据采集组件还包括能够通过可视窗(23)观测定容闪蒸腔(4)内相变过程的高速摄像机。