本發(fā)明屬于間接預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)領(lǐng)域，尤其涉及一種間接預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)：

1、預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)是一類寬速域、高比沖的組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。間接預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)是通過閉式循環(huán)中的超臨界氦來交換冷源及高溫來流的熱量，可避免液氫與來流直接換熱引起的氫脆問題。

2、間接預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)引入了多分支的閉式中介循環(huán)，多分支閉式中介循環(huán)的引入提高了燃料熱沉的梯級(jí)利用，有效減少了預(yù)冷燃料的消耗。然而，多分支閉式中介循環(huán)不可避免地增加了發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程的復(fù)雜性，使得發(fā)動(dòng)機(jī)各流路間的耦合性更加緊密；同時(shí)，間接預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)將在相當(dāng)大的運(yùn)行范圍內(nèi)工作于非設(shè)計(jì)點(diǎn)，加之發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜的工作原理及運(yùn)行所依賴的非常規(guī)部件，使得發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)由于多分支閉式中介循環(huán)的復(fù)雜性和各流路間的耦合性而導(dǎo)致運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種間接預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)方法，能夠有效調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，解決發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)由于多分支閉式中介循環(huán)的復(fù)雜性和各流路間的耦合性而導(dǎo)致運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)難的問題。

2、本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種間接預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)方法，間接預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)包括：

3、多個(gè)串聯(lián)的壓氣機(jī)氫渦輪，均具備燃料入口和燃料出口，各壓氣機(jī)氫渦輪均同軸連接有氦壓氣機(jī)，各氦壓氣機(jī)的入口均與對(duì)應(yīng)的再生器的高溫端出口相連通；最后一個(gè)壓氣機(jī)氫渦輪的燃料入口通過總?cè)剂瞎苈放c第一個(gè)壓氣機(jī)氫渦輪所對(duì)應(yīng)的再生器的低溫端出口相連通，各壓氣機(jī)氫渦輪的燃料入口與燃料出口通過第一燃料管路相互連通；

4、燃料泵氫渦輪，具備燃料入口和燃料出口，其燃料入口與第一個(gè)壓氣機(jī)氫渦輪的燃料出口和第一燃料管路均相互連通，燃料泵氫渦輪的燃料出口與燃料入口之間通過第二燃料管路相連通；

5、調(diào)節(jié)方法包括：

6、通過調(diào)節(jié)安裝在各第一燃料管路上的第一調(diào)節(jié)閥的開度，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入壓氣機(jī)氫渦輪的燃料入口的燃料流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)氦壓氣機(jī)的功率和流量，進(jìn)而間接調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的再生器的熱容流率；

7、通過調(diào)節(jié)安裝在第二燃料管路上的第二調(diào)節(jié)閥的開度，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入燃料泵氫渦輪的燃料的流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)燃料泵的流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入對(duì)應(yīng)的再生器的低溫端入口的燃料的流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的再生器的熱容流率，進(jìn)而間接調(diào)節(jié)氦壓氣機(jī)的出口壓力。

8、進(jìn)一步地，間接預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)還包括：預(yù)燃室，預(yù)燃室具備燃料入口、空氣入口和燃?xì)獬隹?，預(yù)燃室的燃料入口與燃料泵氫渦輪的燃料出口相連通，其空氣入口與空氣壓氣機(jī)的出口相連通，其燃?xì)獬隹谂c再熱器的熱源入口相連通，預(yù)燃室用于將燃料進(jìn)行預(yù)燃后輸送至再熱器，并在再熱器中與來自預(yù)冷器的低溫氦工質(zhì)進(jìn)行換熱后進(jìn)入主燃室；

9、調(diào)節(jié)方法還包括：

10、通過調(diào)節(jié)安裝在預(yù)燃室燃料入口的燃料管路上的第三調(diào)節(jié)閥的開度，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入預(yù)燃室的燃料的流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)預(yù)燃室的燃燒溫度，進(jìn)而調(diào)節(jié)再熱器的換熱量，進(jìn)而間接調(diào)節(jié)進(jìn)入氦渦輪的氦工質(zhì)的溫度。

11、進(jìn)一步地，還包括：

12、通過調(diào)節(jié)安裝在氦渦輪入口的工質(zhì)管路上的第四調(diào)節(jié)閥的開度，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入氦渦輪的氦工質(zhì)的流量或氦渦輪的落壓比，進(jìn)而調(diào)節(jié)氦渦輪的輸出功率，進(jìn)而調(diào)節(jié)空氣壓氣機(jī)的折合轉(zhuǎn)速。

13、進(jìn)一步地，還包括：

14、通過調(diào)節(jié)安裝在主燃室入口的燃料管路上的第五調(diào)節(jié)閥的開度，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入主燃室的燃料的流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)主燃室的溫度以及主燃室的當(dāng)量比。

15、本發(fā)明的有益效果是：

16、本發(fā)明通過調(diào)節(jié)各調(diào)節(jié)閥的開度，進(jìn)而改變發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程下的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，同時(shí)兼顧再生器的熱容流率的匹配，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多分支預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)能量的有效梯級(jí)利用，最終能夠達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的按需調(diào)節(jié)；

17、本發(fā)明通過設(shè)置第一調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)氦壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)速及功率，進(jìn)而影響中介氦循環(huán)的總流量，以此達(dá)到對(duì)再生器的高溫端和低溫端的熱容流率比值的調(diào)節(jié)，且此時(shí)氦壓氣機(jī)所需功率較小，因此僅損失部分流量特性即可達(dá)到調(diào)節(jié)目的；

18、本發(fā)明通過設(shè)置第二調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)燃料泵的轉(zhuǎn)速及功率，進(jìn)而改變輸入燃料泵氫渦輪的燃料流量；進(jìn)而通過循環(huán)參數(shù)之間的傳遞關(guān)系，間接影響中介循環(huán)最高壓力，且此時(shí)燃料泵所需功率較小，因此僅損失部分燃料流量特性即可達(dá)到調(diào)節(jié)目的；

19、本發(fā)明通過設(shè)置第三調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)入預(yù)燃室的燃料流量，進(jìn)而達(dá)到對(duì)氦渦輪入口溫度的有效調(diào)節(jié)，使得氦渦輪運(yùn)行在安全范圍之內(nèi)；本發(fā)明通過設(shè)置第四調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)空氣壓氣機(jī)折合轉(zhuǎn)速或氦渦輪的功率，以較小的總壓損失來滿足系統(tǒng)調(diào)節(jié)的需求；本發(fā)明通過設(shè)置第五調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)主燃室的當(dāng)量比或溫度，使得主燃室溫度不超過最大允許值，以此使得發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在安全范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

1.一種間接預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述間接預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種間接預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述間接預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)還包括：預(yù)燃室（22），所述預(yù)燃室（22）具備燃料入口、空氣入口和燃?xì)獬隹冢鲱A(yù)燃室（22）的燃料入口與燃料泵氫渦輪（20）的燃料出口相連通，其空氣入口與空氣壓氣機(jī)（21）的出口相連通，其燃?xì)獬隹谂c再熱器（23）的熱源入口相連通，所述預(yù)燃室（22）用于將燃料進(jìn)行預(yù)燃后輸送至再熱器（23），并在再熱器（23）中與來自預(yù)冷器（15）的低溫氦工質(zhì)進(jìn)行換熱后進(jìn)入主燃室（24）；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種間接預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種間接預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種間接預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)方法，包括：通過調(diào)節(jié)安裝在各第一燃料管路上的第一調(diào)節(jié)閥的開度，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入壓氣機(jī)氫渦輪的燃料入口的燃料流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)氦壓氣機(jī)的功率和流量，進(jìn)而間接調(diào)節(jié)再生器的熱容流率；通過調(diào)節(jié)安裝在第二燃料管路上的第二調(diào)節(jié)閥的開度，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入燃料泵氫渦輪的燃料的流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)燃料泵的流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入再生器的低溫端入口的燃料的流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)再生器的熱容流率，進(jìn)而間接調(diào)節(jié)氦壓氣機(jī)的出口壓力；本發(fā)明通過調(diào)節(jié)各調(diào)節(jié)閥的開度，進(jìn)而改變發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程下的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，同時(shí)兼顧再生器的熱容流率的匹配，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多分支預(yù)冷發(fā)動(dòng)機(jī)能量的有效梯級(jí)利用。

技術(shù)研發(fā)人員：玉選裴,張鐸,王彩琴,郭健,秦飛,魏祥庚,何國(guó)強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西北工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8