【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机颗粒发生系统领域，尤其涉及一种模拟全类型航空发动机颗粒排放的颗粒发生与热泳损失验证系统。
技术介绍
1、航空运输作为一种连接各地区、各国家的便捷方式，为我国提供了大量技术工作岗位，极大推动了科技进步与经济发展。但与其他燃烧一样，航空发动机的运行会产生许多大气污染物。发动机污染物排放受空燃比(air-to-fuel ratio，afr)的影响。afr较低时，发动机燃烧室处于富油燃烧状态，燃料燃烧不完全，产生大量固体碳烟颗粒、未燃碳氢化合物(unburned hydro carbons，uhc)与co等污染物；当提供足够空气支持燃烧时，发动机燃烧室处于按化学计量燃烧状态，产生大量氮氧化物(nox)。当空气量较大时，发动机燃烧室处于贫油燃烧状态，整体污染物排放量减少。在理想燃烧情况下尾气中应只含有co2与so2两种污染物，但现实中由于燃料及润滑油的不完全燃烧，现代民航发动机产生的尾气中还含有co、nox等气体成分以及包括多环芳烃在内的挥发性有机化合物(volatile organiccompounds，voc)和各种颗粒物(particulate matter，pm)。其中航空排放的颗粒物是一种多分散混合物，按其挥发程度可以分为挥发性和非挥发性颗粒物(non-volatileparticulate matter，nvpm)两种。
2、航空活动带来的大量气态以及颗粒污染物排放，给机场以及周边区域的大气环境质量造成了不可忽视的负面影响，这一现象受到了国际社会的广泛关注。虽然航空发动机技术的进步使单台发动
3、主流的喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机在工作时会产生温室气体和颗粒物排放。喷气发动机燃烧喷出高温气体产生推力，这会排放碳氢化合物、氮氧化物、微粒等污染物；涡轮螺旋桨发动机的工作温度相对较低，但也会排放一定氮氧化物和颗粒物。这些污染物会造成高空环境问题，对臭氧层、云层等产生影响，也会沉降到地面危害人体健康。因此控制好航空发动机排放是当务之急。
4、目前，国际组织已制定了民用航空发动机排放标准。但各类航空发动机的设计特点不同，其排放物成分和规律也有差异。要科学有效地控制排放，就需要对不同类型发动机的排放规律有深入理解，这需要通过实验研究获得具有代表性的排放数据。然而，现有的航空发动机颗粒测量系统成本高昂，无法获取充分的全工况排放数据。因此,设计一个能够模拟不同类型航空发动机在全部工况下的颗粒排放规律的验证系统,对推动排放控制研究具有重要意义。其次，现有的验证系统在超细颗粒测量、热泳模型计算和系统集成方面存在明显缺陷，这限制了颗粒发生与损失监测系统的精度与效用，因此亟需从根本上研发新技术以获得突破，才能满足发动机排放监管的迫切需求。
5、航空排放对环境及气候变化影响的研究，是航空与环保领域的新兴交叉方向。随着民用航空运输量增加，航空排放造成的环境影响日益严重。准确测量航空排放，对环保评估具重要意义。此外，航空一次排放中的污染物，与大气本底污染物反应生成二次污染物，污染过程复杂。因此，需要建立模拟全类型航空发动机颗粒排放的颗粒发生系统，为发动机燃烧流动组织调控提供数据支撑。该平台还可评估热泳损失的影响。
6、由于航空排放污染物主要有挥发性颗粒、非挥发性颗粒、氮氧化物、未完全燃烧碳氢化合物等，颗粒物可作为气态水的异质凝结核,直接促进尾迹云生成，影响全球辐射平衡，对全球变暖有正效应。气体污染物在大气中进行复杂物理化学过程，最终影响地面环境。目前，发动机地面实验无法准确反映高空排放污染物特性和演化过程。可见，模拟全类型航空发动机颗粒排放系统，准确获取航空排放污染物特征,是当前航空与环保交叉研究的重要方向。
7、固体火箭发动机是航天器的主要推进系统，其燃料颗粒的制备质量直接影响发动机的推力和工作稳定性。传统的燃料颗粒制备方法存在工艺复杂、能耗高、污染严重等问题。可替代全类型航发颗粒发生器的出现为解决这些难题提供了新的思路。这种发生器采用模块化设计和数字化控制，实现了对颗粒制备过程的精确监测和调节。它使用非卤代、高能量密度的原料，通过喷雾干燥成型技术，可制备出材料均匀、结构致密的高品质航发颗粒。与传统方法相比，可替代全类型航发颗粒发生器具有工艺简化、能耗低、污染小的优点，真正实现了绿色环保的航发颗粒制造。这种新型航发颗粒发生器系统具有模块化结构，包含预混合、混合腔搅拌、喷雾干燥、后处理等不同功能单元。其中，混合腔内设置高效率机械搅拌装置，可对原料进行均匀的机械混合。搅拌系统采用定制化设计，可以适应不同配方原料的理化性质，实现对混合均匀程度的精确控制。另外，可替代全类型航发颗粒发生器具备全过程无沉积功能。混合腔内壁经过特殊设计，可减少原料在壁面沉积。同时，搅拌系统产生的旋流效应，使原料保持流化状态，有效防止沉积形成。这确保了混合均匀性，从而生产出质量均一的航发颗粒产品。最后，可替代全类型航发颗粒发生器还配备了连续发生吹扫装置。它利用高压气流对混合腔进行实时吹扫，将腔内残留物完全吹出，为下一批原料的混合作业做好准备。吹扫装置的设计兼顾了产量、效率等因素，实现了模拟连续生产的要求，大大提高了系统的自动化程度。上述混合腔搅拌、全过程无沉积和连续发生吹扫等功能的有机结合，使该可替代全类型航发颗粒发生器系统实现了高效连续稳定的工作模式。它不仅可生产高质量的新型环保航发颗粒，还具有自动化程度高、适应性强的特点，是实现可持续发展航天工业的关键设备之一。
8、此外，可替代全类型航发颗粒发生器还可根据不同任务需求，灵活调节颗粒的组成和性能参数，实现对产品质量的精确控制。它打破了传统固定工艺模式的限制，使高性能定制化航发颗粒的制备成为可能。这不仅可减少固体火箭的运载成本，还可大幅提升系统的功能和使用灵活性。可见,可替代全类型航发颗粒发生器开辟了固体燃料颗粒制造的新思路，实现了清洁高效、质量可控的精准制造。它将促进先进固体火箭发动机的研制,提高航天运载能力。这项关键技术的创新与应用，将推动航天工业向可持续发展方向转型，为人类太空探索提供强大动力。它完全具备成为新时代绿色环保航天技术的重要组成部分，其研发意义非凡。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种模拟全类型航空发动机颗粒排放的颗粒发生与热泳损失验证系统，可实现宽范围的参数可调的航空发动机颗粒模拟生成，可代替昂贵的航发排放测量系统，为制定发动机排放标准提供技术支持，也可扩展应用于气溶胶研究、过滤材料评价及高温合成纳米材料等领域。
2、为实现本专利技术之目的，采用以下技术方案予以实现：
3、本专利技术提供一种模拟全类型航空发动机颗粒排放的颗粒发生与热泳损失验证系统，包括：一种模拟全类型航空发动机颗粒排放的颗粒发生与热泳损失检测系统，系统包括：纳米颗粒生成子系统，用于生成不同粒径的颗粒物；和热泳损失检测子系统，与所述纳米颗粒生成子系统连接，用于检测所述颗粒物的热泳本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模拟全类型航空发动机颗粒排放的颗粒发生与热泳损失检测系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却稀释部分包括依次连接的空压机、控制总阀、第一三通阀和第一浮子流量计，其中，所述空压机用于对输入的气源进行压缩，所述第一浮子流量计用于控制气流流量；
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述高温加热炉尺寸为600mm×600mm×1000mm，加热腔直径400mm，最高工作温度1000℃。
4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述石英管总长度1000mm，外径25mm，内径15mm，用于盛装NaCl。
5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一浮子流量计和/或所述第二浮子流量计载气1-8LPM，冷却气3-16LPM。
6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述气源为压缩气瓶或者空气压缩机。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述实验部分包括依次连接的加热段和冷却段，所述加热段用于满足能够产生高浓度NaCl蒸汽的需求，同时配有高精度的温控装置，通过热电偶对工质
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检测环节对SMPS进行检测。
...【技术特征摘要】
1.一种模拟全类型航空发动机颗粒排放的颗粒发生与热泳损失检测系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却稀释部分包括依次连接的空压机、控制总阀、第一三通阀和第一浮子流量计，其中，所述空压机用于对输入的气源进行压缩，所述第一浮子流量计用于控制气流流量；
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述高温加热炉尺寸为600mm×600mm×1000mm，加热腔直径400mm，最高工作温度1000℃。
4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述石英管总长度1000mm，外径25mm，内径15mm，用于盛装nacl。
5.如权利要求2所...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐征，陈龙飞，王明华，李光泽，常刘勇，张霆，张斌，钟生辉，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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