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流量计研究与喷气燃料添加剂的在线填充功能



前言

喷气燃料是国民经济和国防军的重要能源。它在军用和民用飞机的飞机发展中发挥着重要作用。特别是,喷气燃料的质量与飞机的性能和安全性有关。随着航空技术的发展,喷气燃料的质量要求越来越高。添加剂在提高喷气燃料质量方面发挥着重要作用。他们使用少量添加[1]。喷气燃料添加剂主要包括抗氧化添加剂,抗磨添加剂,金属钝化剂,抗静电添加剂,防结冰添加剂和热稳定添加剂。目前,大多数添加剂与炼油厂中的喷气燃料混合,但热稳定性添加剂除外。

向喷气燃料添加热稳定性添加剂是改善喷气燃料的高温热稳定性的主要手段。所谓的“喷气燃料的高温热稳定性”是指喷气燃料形成在高温下不溶解沉积物的固体的趋势。沉积物会影响热空气交换器,堵塞喷嘴,管道,过滤器,飞机燃料系统的注射泵的性能。这些对飞行安全构成巨大隐患的部件对飞机和发动机的运行可靠性,飞机飞行安全性以及技术和战术性能有很大影响,对超音速飞机尤为重要[2]。已经表明,[3-4],大约一半与燃料质量相关的飞机发动机故障可能与燃料的热稳定性有关。喷气燃料对油品质量要求很高。从生产,运输,储存,运输到灌装,喷气式燃油滤清器分离器用于过滤水分和杂质。由于热稳定性添加剂具有很强的清洁,分散和表面活性,它可以更好地提高喷气燃料的热稳定性,但它也能够打破喷气燃料过滤分离器聚结过滤器的水分凝结,这使得它不可能分离。喷气燃料中的游离水不能保证喷气燃料的质量,因此热稳定性添加剂在炼油厂,运输,储油等方面不能调和,只有喷气燃料灌装中的终端设备(如罐式)根据过滤器混合方法,根据预定比率将飞机燃料卡车或机场输油管道系统等的过滤分离器添加到管道中。因此,研究喷气燃料填充的端链设备,安装在过滤分离器的下游,实现在线比例填充热稳定性添加剂,实现飞机灌装设备安全,准确,高效的灌装目的稳定添加剂喷气燃料。本文研究的具有添加剂填充功能的流量计(以下简称“添加剂填充流量计”)是一种适用于热稳定性添加剂的在线填充装置。1添加剂在线灌装流量计的设计和结构原理

1.1设计原则

根据添加热稳定性添加剂的工艺要求,该设备在设计过程中遵循以下三个原则:

(1)添加剂的填充应与主要道路中的喷气燃料流以预定的比例同步进行。

(2)添加剂泵送应避免使用额外的动力支持,以满足不同场合的需要。

(3)添加剂应加以控制。

1.2结构原理

目前,它适用于喷气燃料流量计量中使用的体积流量计。根据上述三个设计原则,决定从流量计的转子上采取添加剂灌装泵的作用,根据体积流量计的“固定排量”特性进行操作,以增加灌装操作和添加剂填充泵的体积流量。计量操作是相互关联的,通过流量计的匹配和设计以及添加剂填充泵的排量和传动,可以按照预定的比例添加热稳定性添加剂,同时通过流量计计量喷射燃料。

在飞机地面加油系统或机动加油设备中,主要使用两种类型的流量计,双转子腰部流量计和刮刀流量计。经过综合分析和比较,决定使用刮刀流量计。主要原因是:

(1)受转子转动半径的影响,当相同大小的压差作用于双转子流量计和刮刀流量计时,刮刀流量计将产生较大的转矩并提供更大的动力。

(2)刮板流量计测量精度高,重复性误差小,有利于确保添加剂填充操作的稳定性和可靠性。

添加剂填充流量计由刮刀流量计和添加剂填充泵组成,可实现添加剂的在线填充,喷射燃料计量的调整,添加剂填充率和普通喷气燃料的测量。流量计选用标准双腔石墨刮刀流量计进行修改:刮刀流量计转子原端关闭(前端连接计量机构显示流量值),动力输出轴被添加到转子中。支撑轴承和动力收紧轴的密封件设计安装在内壳上,灌装泵的安装孔加在外壳上。添加剂灌装泵为可变排量往复式柱塞泵,灌装泵由外壳和流量计固定,柱塞的往复运动由流量计拉力轴驱动的曲柄连杆机构驱动。添加剂填充流量计的结构如图1所示。工作原理如图2所示。

(1)添加剂的在线填充和喷射燃料的计量:添加剂填充泵控制手柄置于“开”位置,添加剂填充泵回流阀关闭。在喷射燃料的推动下,流量计转子旋转一周,并且驱动起动机构以驱动灌装泵的柱塞往复一次以实现吸入和排出冲程。当进行吸入行程时,吸入侧容积增加,压力降低,入口止回阀打开,出口止回阀关闭,吸附剂被吸入;当柱塞执行排出行程时,排出侧容积减小,压力增加,出口单一。打开阀门,关闭进口止回阀,通过排放管线将添加剂添加到流量计的入口,与主管线中的喷气燃料混合,并计量加入飞机。理论上,由于流量计转子的旋转和柱塞的往复运动是1:1的固定关系,只要将柱塞的位移设定为一定值,添加剂与喷气燃料的体积比就是固定值,无论加油速度如何。

(2)添加剂填充率的调整:当需要调整添加剂填充率时,通过调整螺杆调整柱塞行程,可以改变添加剂填充泵的位移,从而达到调整添加剂填充率的目的。 。

(3)普通喷气燃料的计量:添加剂灌装泵控制手柄处于“关闭”位置,添加剂灌装泵回流阀打开。当柱塞执行吸入行程时,吸入侧容积增加,压力降低,入口止回阀打开,出口止回阀关闭,吸附剂被吸入;当柱塞执行排出行程时,排出侧容积减小并且压力增加。出口止回阀在弹簧作用下对添加剂有较大阻力,添加剂通过相对较小的回流阀流入泵腔,出口止回阀不能在较低液压下打开,液体在泵室,入口阀和回流阀之间形成A循环路径,并且添加剂不能添加到流量计的入口。流量计只能测量没有添加剂的普通喷气燃料。

2测试

根据上述原理和结构,设计制造了两套添加剂填充流量计,并进行了填充率测量,测量验证和操作精度测试的范围。2.1填充率范围的确定

根据图4所示的流程,在柱塞的最大行程长度和最小行程长度处测量添加剂与喷气燃料的体积比。测试结果如表1所示。

2.2测量验证

在重庆耐德实业有限公司流量中心计量检定站,对添加剂填充流量计的计量功能进行了验证,如图3所示。验证结果表明,加载填料后刮板流量计的测量精度泵是0.2。

2.3操作准确性测试

根据图4所示的流程,符合第三级测量精度要求且容量为5 L的标准金属容器可用于通过使用每个测试过程获得添加剂和流量计值起止量法。计算添加剂与喷气燃料的比例,分别在泵柱塞相对行程的100%,75%,50%,30%和泵的最小排量的范围内连续和不连续地收集测试数据, 分别。对于五组添加剂和喷气燃料体积比数据,每个相对行程长度的单比测量值应不小于3。 (参见表2,100%的笔划列出了完整的实验数据,其余的笔划省略了部分数据。)填充设备添加剂的填充率的相对极限误差通过以下公式计算:

其中Rm a x是在柱塞的相同行程位置处测量的一组添加剂填充比的最大值;

Rmin是在柱塞的相同行程位置处测量的一组添加剂填充率的最小值;

结论:当柱塞在不同行程长度下操作时,添加剂的相对极限误差小于1%,符合技术规范。

2.4主要性能和技术指标的比较

添加剂填充流量计的主要性能和战术技术指标如表3所示。

从上表可以看出,添加剂填充流量计的性能可以满足技术指标的要求。

3结论

添加剂填充流量计不需要通过其他动力机器(例如电动机)提供动力支持。它是一种装置,它可以驱动添加剂填充泵,仅依靠流量计中喷射燃料的流量,按照预定的比例进行添加剂填充操作,并具有高精度的流量。计量和实时添加剂填充功能,实时调整添加剂填充率和随时控制灌装操作。它可以安全,准确,有效地用于在飞机灌装设备上增加热稳定性和其他添加剂。提高飞机的运行可靠性,飞行安全性和技术战术性能具有重要意义。摘录自:中国计量与测量网络

[关键词]喷气燃料,流量计,AOC官方网站,北京世纪奥克

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