一種模擬燃燒室及透平靜葉冷態(tài)流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模擬燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室及透平靜葉冷態(tài)流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]重型燃?xì)廨啓C(jī)是燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的核心設(shè)備，用于提供清潔高效能源。燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室利用天然氣和空氣混合燃燒產(chǎn)生高溫燃?xì)猓M(jìn)入透平部件做功，是機(jī)組的核心高溫部件。燃燒室和透平的流動(dòng)傳熱設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)行維修維護(hù)是國(guó)際上各大研究機(jī)構(gòu)和制造商最為關(guān)注的問(wèn)題，同時(shí)也涉及到電廠用戶的核心利益。要實(shí)現(xiàn)高溫部件的技術(shù)發(fā)展，需要從材料技術(shù)和流動(dòng)傳熱冷卻優(yōu)化技術(shù)方面尋求突破，但是這兩方面的難度均極為困難，需要非常深入的基礎(chǔ)研究和實(shí)踐探索。
[0003]在高溫部件的燃燒室和透平的設(shè)計(jì)過(guò)程中，在設(shè)計(jì)的初步階段需要進(jìn)行冷態(tài)設(shè)計(jì)及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，一方面需要針對(duì)單個(gè)部件冷態(tài)的機(jī)理特性開展基礎(chǔ)研究，另一方面需要考慮兩個(gè)部件的綜合流動(dòng)傳熱特性。而在目前的研究和設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要是利用單個(gè)部件的冷態(tài)實(shí)驗(yàn)臺(tái)開展驗(yàn)證工作，實(shí)驗(yàn)臺(tái)較為復(fù)雜且使用不夠靈活，考慮部件耦合作用的研究較少。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種研究燃燒室/透平靜葉冷態(tài)流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)裝置不但可用于研究單個(gè)部件冷態(tài)的機(jī)理特性，而且可用于研究?jī)蓚€(gè)部件的綜合流動(dòng)傳熱特性。
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種模擬燃燒室及透平靜葉冷態(tài)流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置，包括進(jìn)口段、導(dǎo)流腔、旋流流動(dòng)腔、旋流器固定板、旋流器、旋流器持板、過(guò)渡段、排氣段和透平靜葉；
[0006]所述導(dǎo)流腔呈筒狀結(jié)構(gòu)，用于送氣的所述進(jìn)口段從所述導(dǎo)流腔的側(cè)壁與所述導(dǎo)流腔連通，所述旋流流動(dòng)腔為圓筒結(jié)構(gòu)，位于所述導(dǎo)流腔內(nèi)部，所述旋流器固定板安裝在所述圓筒結(jié)構(gòu)的后端，構(gòu)成所述圓筒結(jié)構(gòu)的底板，所述旋流器固定板上開有若干個(gè)孔洞，所述旋流器通過(guò)其安裝軸固定在所述旋流器持板上，并通過(guò)所述旋流器持板安裝在所述導(dǎo)流腔的后端，所述旋流器的送風(fēng)端伸入所述旋流器固定板上的所述孔洞中，所述導(dǎo)流腔后端封閉，前端為其開口端，所述過(guò)渡段的后端與所述旋流流動(dòng)腔的前端在所述導(dǎo)流腔的開口端可拆式對(duì)接，并與所述導(dǎo)流腔的開口端密封相連，所述過(guò)渡段的前端與所述排氣段的后端可拆式連通，所述排氣段呈方形管狀，水平設(shè)置，內(nèi)部形成若干個(gè)通道，所述透平靜葉安裝在所述通道的后端，在所述通道的后端還設(shè)置有至少一個(gè)用于插裝測(cè)試用靜葉的開孔。
[0007]本實(shí)用新型通過(guò)導(dǎo)流腔、旋流器、旋流流動(dòng)腔模擬燃燒室，通過(guò)排氣段模擬燃?xì)廨啓C(jī)的透平，并通過(guò)過(guò)渡段連接所述燃燒室和透平，一方面本實(shí)用新型采用分段式結(jié)構(gòu)，使各段可單獨(dú)實(shí)驗(yàn)，使本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置可用于研究單個(gè)部件冷態(tài)的機(jī)理特性，另一方面，本實(shí)用新型通過(guò)過(guò)渡段連接所述燃燒室和透平，使本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置還可用于研究?jī)蓚€(gè)部件的綜合流動(dòng)傳熱特性。
[0008]所述進(jìn)口段的軸線與所述導(dǎo)流腔的軸線的夾角為10°?30°
[0009]作為本實(shí)用新型的改進(jìn):所述旋流器持板由中間圓形的安裝板和從安裝板側(cè)壁發(fā)散狀伸出的若干個(gè)支腳構(gòu)成，所述導(dǎo)流腔的后端通過(guò)可拆卸的蓋板封閉。本實(shí)用新型旋流器持板的結(jié)構(gòu)，使旋流器持板與導(dǎo)流腔內(nèi)壁之間留有風(fēng)孔，以便拆卸掉后蓋后，可實(shí)現(xiàn)直線向?qū)Я髑恢兴蜌?，使本?shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置可更真實(shí)的模擬更多類型的燃?xì)廨啓C(jī)，如重型燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣角度一般為10°?30°，而飛機(jī)常使用的燃?xì)廨啓C(jī)其進(jìn)氣角度通常為
0° O
[0010]所述旋流器持板的支腳通過(guò)螺釘固定在所述導(dǎo)流腔內(nèi)壁上的凸塊上，所述旋流器固定板可拆卸式安裝在所述旋流流動(dòng)腔的后端，便于安裝、拆卸、更換燃燒室的旋流結(jié)構(gòu)，即改變旋流器的數(shù)量和布置。
[0011]作為本實(shí)用新型的改進(jìn):所述進(jìn)口段和所述導(dǎo)流腔的側(cè)壁通過(guò)支撐滑軌和安裝滑軌相連，所述進(jìn)口段為橫向設(shè)置的一端開口的筒狀結(jié)構(gòu)，其底端上側(cè)邊緣具有一開口，所述支撐軌道傾斜于所述進(jìn)口段軸線安裝在所述開口上，所述安裝滑軌支撐在所述支撐滑軌上，兩者的接觸面為相配合以實(shí)現(xiàn)密閉的弧形面，所述安裝滑軌沿所述弧形面滑動(dòng)以調(diào)整所述進(jìn)口段的軸線與所述導(dǎo)流腔的軸線的夾角，所述安裝滑軌安裝在所述導(dǎo)流腔下側(cè)的側(cè)壁上，所述支撐滑軌和所述安裝滑軌上分別設(shè)有氣流通道，所述支撐滑軌和安裝滑軌上都設(shè)有沿所述安裝滑軌滑動(dòng)方向分布、用于實(shí)現(xiàn)定位的若干個(gè)定位孔。
[0012]所述導(dǎo)流腔、旋流流動(dòng)腔和所述排氣段由透明有機(jī)玻璃材料制成。
[0013]所述旋流器采用便于加工的ABS塑料制成。
[0014]所述導(dǎo)流腔呈方形筒狀。
[0015]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0016]I)本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，能滿足燃燒室/透平靜葉耦合系統(tǒng)相關(guān)機(jī)理實(shí)驗(yàn)及驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的需求；
[0017]2)本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置燃燒室的傾角和旋流器的布置方案都可調(diào)，有利于不同燃燒室的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；
[0018]3)本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置采用分段式的設(shè)計(jì)，制作和維護(hù)簡(jiǎn)單、方便，支持常規(guī)流動(dòng)傳熱測(cè)量及光學(xué)可視化流動(dòng)測(cè)量。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2a是圖1中支撐滑軌的立體圖；
[0021]圖2b是圖1中安裝滑軌的立體圖；
[0022]圖3a為圖1中旋流器持板和旋流器的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3b為圖3a的右視圖；
[0024]圖4為圖1中排氣段中的通道及透平靜葉的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1所示，本實(shí)施例的模擬燃燒室及透平靜葉冷態(tài)流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置包括進(jìn)口段1、支撐滑軌2、安裝滑軌3、導(dǎo)流腔4、蓋板5、旋流器持板6、旋流器7、旋流器固定板8、旋流流動(dòng)腔9、過(guò)渡段連接法蘭10、過(guò)渡段11、透平段連接法蘭12、透平靜葉13、排氣段14、支撐結(jié)構(gòu)15。
[0026]進(jìn)口段I為橫向設(shè)置的一端開口的方形筒狀結(jié)構(gòu)，為金屬材料，其開口端通過(guò)法蘭與上游的風(fēng)洞出口相連，其底端上側(cè)邊緣具有一開口，支撐軌道2為金屬材料，其傾斜于進(jìn)口段I軸線焊接在所述開口上。導(dǎo)流腔4呈方形筒狀結(jié)構(gòu)，由透明有機(jī)玻璃材料制成，其軸線傾斜于進(jìn)口段I的軸線，兩者軸線的夾角為10°?30°。安裝滑軌3安裝在導(dǎo)流腔4下側(cè)的側(cè)壁上，由透明有機(jī)玻璃材料制成，與導(dǎo)流腔4連為一體。安裝滑軌3支撐在支撐滑軌2上，如圖2a、2b所示，兩者的接觸面為相配合以實(shí)現(xiàn)密閉的弧形面17、19，安裝滑軌3沿弧形面滑動(dòng)以調(diào)整進(jìn)口段I的軸線與導(dǎo)流腔4的軸線的夾角，使它們夾角在10°?30°的范圍內(nèi)根據(jù)需要自由設(shè)定。支撐滑軌2和安裝滑軌3上分別設(shè)有氣流通道18、21，進(jìn)口段I和導(dǎo)流腔4通過(guò)支撐滑軌2和安裝滑軌3連通。支撐滑軌2和安裝滑軌3上都設(shè)有沿安裝滑軌3滑動(dòng)方向分布、用于實(shí)現(xiàn)定位的若干個(gè)定位孔16、20。
[0027]如圖2a、2b所示，支撐滑軌2由兩條相對(duì)設(shè)置的弧形軌道和連接兩弧形軌道的兩側(cè)面構(gòu)成，所述弧形軌道和兩所述側(cè)面的頂面形成支撐滑軌2的弧形頂面17，支撐滑軌2的氣流通道18由所述弧形軌道和兩所述側(cè)面圍合而成，兩所述弧形軌道的外側(cè)向上凸起，該凸起上沿所述弧形軌道分布有兩排定位孔16。
[0028]安裝滑軌3整體呈一塊狀結(jié)構(gòu)，中部具有一條狀開孔，該條狀開孔的兩側(cè)距各自邊緣皆有一段距離。安裝滑軌3底面為弧形底面19，兩端沿著其弧形底面各分布有兩排定位孔20。安裝滑軌3兩端支撐在支撐滑軌2的兩條弧形軌道上，安裝滑軌3弧形底面19與支撐滑軌2的弧形頂面17配合實(shí)現(xiàn)密閉。安裝滑軌3沿支撐滑軌2的兩條弧形軌道滑動(dòng)，通過(guò)螺釘穿入安裝滑軌3和支撐滑軌2上的定位孔實(shí)現(xiàn)定位，安裝滑軌3的結(jié)構(gòu)使其在滑動(dòng)過(guò)程中，其中部的條狀開孔始終位于支撐滑軌2的兩側(cè)面的跨度范圍內(nèi)。
[0029]導(dǎo)流腔4呈筒狀結(jié)構(gòu)后端由可拆卸蓋板5實(shí)現(xiàn)