[发明专利]一种惰性气体闭式循环径流式叶轮机械性能试验方法

权利要求书

1.一种惰性气体闭式循环径流式叶轮机械性能试验方法，其特征在于，所述试验方法基于惰性气体闭式循环径流式叶轮机械性能试验装置来实施，所述试验装置包括惰性气体储气罐、稳压箱、离心压气机、退喘阀、节流阀1、旁路阀2、回热器、加热器、向心涡轮、节流阀2、节流阀3、旁路阀1、真空泵、电机；惰性气体储气罐连接在稳压箱和回热器之间的连接管路上，为闭式循环回路提供气体工质，稳压箱一端连接离心压气机上游，离心压气机同轴连接电机，电机同轴连接向心涡轮，向心涡轮的上游连接加热器，向心涡轮的下游连接节流阀2的一端，节流阀2另一端连接节流阀3的一端，节流阀3的另一端连接回热器的热端，退喘阀的一端和节流阀1的一端连接旁路阀2的一端，退喘阀的另一端和节流阀1的另一端连接回热器的冷端，旁路阀1的一端连接加热器，旁路阀1的另一端和旁路阀2的另一端连接在节流阀2和节流阀3之间的连接管路上，回热器的冷端连接加热器，热端连接稳压箱的另一端；所述惰性气体储气罐的出气口处设置有进气压力调节阀，用于调整通入闭式循环回路的气体工质压力；进气压力调节阀的后方管路上还设置有稳压箱；所述离心压气机的上游和下游分别设置有温度及压力探针，分别测量离心压气机进口和出口的温度及压力；所述向心涡轮的上游和下游分别设置有温度及压力探针，分别测量向心涡轮进口和出口的温度及压力；

离心压气机试验器替换离心压气机，并和稳压箱、真空泵、退喘阀、节流阀1、旁路阀1、回热器、加热器、向心涡轮依次连接组成第一闭式循环回路，由惰性气体储气罐为第一闭式循环回路提供气体工质，进行离心压气机性能试验；向心涡轮试验器替换向心涡轮，并和离心压气机、稳压箱、真空泵、退喘阀、节流阀1、旁路阀2、回热器、加热器、节流阀2、节流阀3依次连接组成第二闭式循环回路，由惰性气体储气罐为第二闭式循环回路提供气体工质，进行向心涡轮性能试验；当进行离心压气机性能试验时，协同控制节流阀1与旁路阀1，在闭式回路内惰性气体总量不变的条件下，进行压力与流量调节；当进行向心涡轮性能试验时，协同控制节流阀2、节流阀3与旁路阀2，在闭式回路内惰性气体总量不变的条件下，进行压力与流量调节。

2.如权利要求1所述的惰性气体闭式循环径流式叶轮机械性能试验方法，其特征在于，所述离心压气机性能试验包括以下步骤：

S1：关闭退喘阀和旁路阀2，完全打开旁路阀1以及节流阀1、节流阀2和节流阀3；开启真空泵，第一闭式循环回路抽真空后打开进气压力调节阀，注入惰性气体，直至稳压箱内气体压力达到设定压力值，关闭进气压力调节阀，停止向第一闭式循环回路内注气；

S2：开启回热器和加热器，将加热器调整至最小功率；开启电机，拖动离心压气机试验器和向心涡轮，提高电机功率和离心压气机试验器转速；

S3：提高加热器功率，同步调整电机功率，使向心涡轮进口总温达到设定值，且离心压气机试验器转速不超过50％设计值；

S4：调整电机功率，使离心压气机试验器转速逐步提高至最小待测量工况；根据该工况特性线右侧边界点对应的压比，将节流阀1的前后压差调整至选定值；调整旁路阀1，使离心压气机试验器工作靠近最小工况特性线右侧边界点，即该转速下的最大流量点；

S5：调整节流阀1，使离心压气机试验器由大流量工况向小流量工况过渡；同步调整旁路阀1，使离心压气机试验器进口总压不变，且离心压气机试验器工作点仅在该转速对应的特性线上移动；当离心压气机试验器工作状态稳定以后，测量其进、出口温度和压力热力学参数，使每条特性线录取的数据点不少于6个；在试验器接近喘点时，微调节流阀1逐渐逼近喘振点；

S6：完全打开旁路阀1；

S7：调整电机功率，将离心压气机试验器调整至其他待测转速，重复步骤S4、S5操作，依次完成全部待测转速线的测量。