本发明专利技术涉及一种防止结焦及传热恶化的高温高压煤油蒸汽生成装置，属于航空航天技术研究领域，包括燃料箱、柱塞泵、流量调节阀和溢流阀，燃料箱上固定并联通有柱塞泵，柱塞泵与流量调节阀的输入端连接，流量调节阀的输入端上连接有溢流阀的输出端，溢流阀的输入端连接在燃料箱上，所述一种防止结焦及传热恶化的高温高压煤油蒸汽生成装置还包括加热装置，所述加热装置包括金属蓄能加热段、电加热棒和K型热电偶，流量调节阀的输出端上通过运输管路与金属蓄能加热段连接，金属蓄能加热段内连接有一个以上的电加热棒，一个以上的电加热棒圆周布置在金属蓄能加热段上，金属蓄能加热段上连接有K型热电偶。有K型热电偶。有K型热电偶。
【技术实现步骤摘要】
一种防止结焦及传热恶化的高温高压煤油蒸汽生成装置
[0001]本专利技术涉及一种防止结焦及传热恶化的高温高压煤油蒸汽生成装置，属于航空航天技术研究领域。
技术介绍
[0002]未来的超高马赫数冲压发动机可作为高速飞机、天地往返运输系统等主要动力。碳氢燃料具有热值高等特点，目前被认为是高马赫数飞行的主要燃料来源，以高热值碳氢燃料为主要燃料供应的的超燃冲压发动机技术，其具有密度比冲高、安全性好、比推力大和长期全天候值班等优点，逐渐成为支撑吸气式巡航飞行器军事领域应用的关键技术。
[0003]超燃冲压发动机燃烧室在运行工作过程中，热防护面临高温高压热环境的挑战，超燃冲压发动机上仅有航空煤油燃料尚处于常温状态，是为数不多的可用冷却剂。为避免超燃冲压发动机燃烧室在运行过程中烧毁，航空煤油液体燃料被用作冷却剂通过再生冷却通道吸收燃烧室壁面热量，加热至超临界态煤油蒸汽再喷射进入燃烧室中进行燃烧。航空煤油是由环烷烃、链烷烃、芳香烃以及添加剂等成千上万种物质组成的复杂混合物。航空煤油属于典型的吸热型碳氢燃料，热值高、稳定性强，但是在高温下极其容易发生结焦沉积现象，使超燃冲压发动机再生冷却通道局部堵塞，系统不能有效运转而引发事故。
[0004]在超燃冲压发动机燃烧室机理实验中，需要在发动机地面测试条件下，发展一种用于把煤油加热至超临界态煤油蒸汽的装置，传统煤油蒸汽生成装置未考虑航空煤油加热过程中传热恶化及结焦问题，难以真正地实现煤油蒸汽生成装置可重复使用，及操作过程安全可靠。因此，亟需一种用于超燃冲压发动机燃烧室机理实验的高温高压煤油蒸汽生成装置，在一定程度上以解决现有技术中存在的技术问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术为解决缩短煤油在流动状态下加热时间过长，导致煤油在冷却通道内的结焦问题，进而提出一种防止结焦及传热恶化的高温高压煤油蒸汽生成装置
[0006]本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是：本专利技术包括燃料箱、柱塞泵、流量调节阀和溢流阀，燃料箱上固定并联通有柱塞泵，柱塞泵与流量调节阀的输入端连接，燃料箱与流量调节阀之间连接有溢流阀，所述装置还包括加热装置，所述加热装置用于对燃料箱泵出的燃料进行加热，其包括金属蓄能加热段、电加热棒和K型热电偶，流量调节阀的输出端上通过运输管路与金属蓄能加热段连接，金属蓄能加热段内连接有一个以上的电加热棒，一个以上的电加热棒圆周布置在金属蓄能加热段上，金属蓄能加热段上连接有K型热电偶。
[0007]进一步的，所述金属蓄能加热段的外轮廓为中心设置有冷却通道的圆柱体。
[0008]进一步的，所述金属蓄能加热段设置有多个，多个金属蓄能加热段之间可拆卸连接。
[0009]进一步的，所述加热装置还包括大功率电源、PID温度控制器、直流电极和铜芯软线，大功率电源与PID温度控制器连通，PID温度控制器与直流电极连通，每个直流电极分别
通过铜芯软线与直流电极连接，每个K型热电偶分别与PID温度控制器连接。
[0010]进一步的，所述一种防止结焦及传热恶化的高温高压煤油蒸汽生成装置还包括涡轮流量计、压力传感器和热电阻，流量调节阀与涡轮流量计通过运输管路连接，涡轮流量计的输出端上通过运输管路与压力传感器连接，涡轮流量计的输出端上通过运输管路与热电阻连接。
[0011]进一步的，一种防止结焦及传热恶化的高温高压煤油蒸汽生成装置还包括吹除装置，吹除装置连接在流量调节阀与金属蓄能加热段之间的运输管路上，所述吹除装置包括高压氮气源和减压阀，高压氮气源上固定并连接有减压阀，减压阀的输出端连接在流量调节阀与金属蓄能加热段之间的运输管道上。
[0012]本专利技术的有益效果是：采用电加热棒接触式导热加热和冷却介质对流换热相结合的方式，快速加热航空煤油至试验所需温度，生成煤油蒸汽，缩短煤油在流动状态下加热时间，大幅减少煤油在冷却通道内的结焦，满足多种试验所需加热功率需求。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的系统结构示意图；
[0014]图2是本专利技术中金属蓄能加热段结构示意图；
[0015]图3是本专利技术金属蓄能加热段的剖面结构示意图；
[0016]图4是本专利技术中电加热棒的结构示意图。
具体实施方式
[0017]具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种防止结焦及传热恶化的高温高压煤油蒸汽生成装置包括燃料箱1、柱塞泵2、流量调节阀3和溢流阀4，燃料箱1上固定并联通有柱塞泵2，柱塞泵2与流量调节阀3的输入端连接，燃料箱1与流量调节阀3之间连接有溢流阀4，所述装置还包括加热装置，所述加热装置用于对燃料箱1泵出的燃料进行加热，其包括金属蓄能加热段8、电加热棒13和K型热电偶14，流量调节阀3的输出端上通过运输管路与金属蓄能加热段8连接，金属蓄能加热段8内连接有一个以上的电加热棒13，一个以上的电加热棒13圆周布置在金属蓄能加热段8内，金属蓄能加热段8上连接有K型热电偶14。采用电加热棒13加热的方式对测量系统的干扰小，而且电加热棒13和耐高温合金材料的紧密接触将热量导入至金属蓄能加热段8，可控性较强，保证系统的安全。
[0018]通过柱塞泵2将燃料箱1内存放的航空煤油进行抽取，并利用将流量调节阀3和溢流阀4对航空煤油进行运输，使航空煤油能够流动到金属蓄能加热段8内，电加热棒13通过接触电加热方式将金属蓄能加热段8进行加热，航空煤油在金属蓄能加热段8内处于流动状态下迅速进行对流换热，利用K型热电偶14对连接的金属蓄能加热段8温度进行检测。
[0019]具体实施方式二：结合图1至图4说明本实施方式，所述金属蓄能加热段8的外轮廓为中心设置有冷却通道的圆柱体。所述金属蓄能加热段8内部设有冷却通道，水力直径设置在1～8mm之间，采用航空煤油为冷却介质，液态流动的航空煤油进入冷却通道内，迅速进行对流换热，换热升温后生成高温高压煤油蒸汽进入燃烧室。
[0020]具体实施方式三：结合图1至图4说明本实施方式，所述金属蓄能加热段8设置有多个，多个串联的金属蓄能加热段8之间可拆卸连接。通过将多个金属蓄能加热段8之间进行
连接，使航空煤油能够流入每个金属蓄能加热段8内，并且根据装置的使用工况不同进行金属蓄能加热段8数量的增减与改变排列方式，从而以满足不同试验工况所需燃油流量的加热功率需求。
[0021]具体实施方式四：结合图1至图4说明本实施方式，所述加热装置还包括大功率电源9、PID温度控制器10、直流电极11和铜芯软线12，大功率电源9与PID温度控制器10连通，PID温度控制器10与直流电极11连通，每个直流电极11分别通过铜芯软线12与直流电极11连接，每个K型热电偶14分别与PID温度控制器10连接。通过大功率电源9提供电加热棒13运行所需要的能源，并通过PID温度控制器10来控制大功率电源9的电能输出，并使PID温度控制器10与K型热电偶14进行连接，通过K型热电偶14将连接的金属蓄能加热段8的温度数据传输到PID温度控制器10上，PID温度控制器10通过负反馈调节，监测金属加热本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种防止结焦及传热恶化的高温高压煤油蒸汽生成装置，包括燃料箱(1)、柱塞泵(2)、流量调节阀(3)和溢流阀(4)，燃料箱(1)上固定并联通有柱塞泵(2)，柱塞泵(2)与流量调节阀(3)的输入端连接，燃料箱(1)与流量调节阀(3)之间连接有溢流阀(4)，其特征在于：所述装置还包括加热装置，所述加热装置用来对燃料箱(1)泵出的燃料进行加热，其包括金属蓄能加热段(8)、电加热棒(13)和K型热电偶(14)，流量调节阀(3)的输出端上通过运输管路与金属蓄能加热段(8)连接，金属蓄能加热段(8)内连接有一个以上的电加热棒(13)，一个以上的电加热棒(13)圆周布置在金属蓄能加热段(8)上，金属蓄能加热段(8)上连接有K型热电偶(14)。2.根据权利要求1所述的一种防止结焦及传热恶化的高温高压煤油蒸汽生成装置，其特征在于：所述金属蓄能加热段(8)的外轮廓为中心设置有冷却通道的圆柱体。3.根据权利要求2所述的一种防止结焦及传热恶化的高温高压煤油蒸汽生成装置，其特征在于：所述金属蓄能加热段(8)设置有多个，多个金属蓄能加热段(8)之间可拆卸连接。4.根据权利要求3所述的一种防止结焦及传热恶化的高温高压煤油蒸汽生成装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：左婧滢，章思龙，韦鼎元，韦健飞，郭玉杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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