【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃气轮机，尤其涉及一种透平叶片服役工况的模拟试验系统及方法。
技术介绍
1、燃气轮机是一种广泛应用于航空、发电、车辆和工业等领域的动力设备。随着技术的不断发展，燃气轮机的性能参数不断提高，透平进口温度已经达到了1700℃。但是，透平叶片在运行过程中需要承受高速燃气的冲击力、气动磨损、热应力、高温氧化腐蚀以及离心力等多种复杂工况。
2、为了模拟透平叶片在实际运行中的工况，通常采用管式炉加热的方法，通过升温降温来模拟热冲击效应。这种方法可以从温度层面上切合服役中热端部件的周期性变化，但是忽略了燃气燃烧过程中盐类物质等成分对叶片基体的腐蚀作用。因此如何更好地实现透平叶片服役工况的模拟试验成为亟待解决的问题。
技术实现思路
1、鉴于以上现有技术的不足，专利技术的目的在于提供一种透平叶片服役工况的模拟试验系统，该系统通过增加了水环境装置，可以喷洒预设比例的盐溶液，进而模拟高盐环境，以进一步研究盐类物质对试验件腐蚀行为及机理。
2、本专利技术的第一方面，提出了一种透平叶片服役工况的模拟试验系统，包括中央控制单元，包括计算机设备和中央控制器，所述计算机设备用于设置试验件的试验条件，所述试验条件包括试验温度、水及盐含量、蠕变应力、冲击中断时间、冲击循环次数；所述中央控制器，用于基于所述计算机设备设置的试验条件控制升温装置、降温装置、水环境装置和废气处理装置；其中，所述升温装置，用于基于燃烧室的火焰喷枪对试验件进行加热；所述降温装置，用于基于所述燃烧室的冷气通道
3、进一步地，所述透平叶片服役工况的模拟试验系统内设置多个温度传感器、多个流量传感器、多个电磁阀、处理器。
4、进一步地，所述升温装置包括与所述中央控制器连接的第一电磁阀和第一流量传感器，所述第一电磁阀连接燃料供给装置和所述第一流量传感器，其中，所述中央控制器控制所述第一电磁阀打开和所述燃料供给装置提供燃料，使得所述火焰喷枪的喷嘴处形成高温高压的热冲击燃气，以高温燃气加热所述试验件，与所述试验件连接的第一温度传感器将所述试验件的温度信息反馈至所述中央控制器，所述中央控制器基于所述温度信息控制所述第一电磁阀。
5、进一步地，所述水环境装置包括与所述处理器连接的第二流量传感器和增压阀，所述增压阀连接所述盐溶液供给装置和所述第二流量传感器，其中，在所述火焰喷枪工作状态下，调节所述增压阀，以使所述水枪在火焰外围喷洒预设计量的水，同时，基于调节所述增压阀，所述盐溶液供给装置向所述水枪提供预设比例的盐溶液，以使所述水枪在火焰外围喷洒预设比例的盐溶液。
6、进一步地，所述降温装置包括与所述中央控制器连接的第二电磁阀和第三流量传感器，所述第二电磁阀连接冷空气供给装置和所述第三流量传感器，其中，所述中央控制器控制所述第二电磁阀打开和所述冷空气供给装置提供冷空气，使得所述冷空气流动至所述冷气通道，以对所述试验件进行降温。
7、进一步地，所述中央控制器基于所述温度信息，控制所述冷空气供给装置和所述水枪，以确定所述试验件的温度为目标温度。
8、进一步地，所述废气处理装置包括与所述燃烧室连接的第三电磁阀，其中，在所述燃烧室燃烧的情况下，所述中央控制器控制所述第三电磁阀打开，并对所述燃烧室的废气进行回收。
9、进一步地，所述废气处理装置还包括与所述中央控制器连接的第四电磁阀和第四流量传感器，所述第四流量传感器连接第二温度传感器，所述第二温度传感器连接所述燃烧室，其中，在所述燃烧室的温度大于预设温度的情况下，所述中央控制器控制所述第四电磁阀打开，并对所述燃烧室的废气进行排出。
10、本专利技术的第二方面，提出了一种透平叶片服役工况的模拟试验方法，所述透平叶片服役工况的模拟试验方法应用于第一方面所述的透平叶片服役工况的模拟试验系统，所述透平叶片服役工况的模拟试验方法包括：s1，在计算机设备中设置试验件的试验条件，同时采用酒精对所述试验件进行清洗，烘干后进行第一次称重，其中所述试验条件包括试验温度、水/盐含量、蠕变应力、冲击中断时间、冲击循环次数；s2，确定燃气流量，在所述燃气流量小于流量阈值的情况下，基于升温装置中的火焰喷枪对所述试验件进行升温，水环境装置中水枪在火焰外围喷洒预设剂量的水和预设比例的盐溶液，基于温度传感器监测所述试验件的温度；s3，确定所述试验件的温度大于温度阈值的情况下，基于降温装置对所述试验件进行降温；s4，对所述试验件对应的燃烧室进行废气处理；s5，待冲击结束后，取下所述试验件，并对所述试验件进行第二次称重，得到氧化增重曲线；s6，获得所述试验件的试验结果。
11、本专利技术有益效果如下：
12、本专利技术所述的透平叶片服役工况的模拟试验系统及方法，通过在透平叶片服役工况的模拟试验系统中设置升温装置、降温装置、水环境装置和废气处理装置，可以实现对试验件热冲击试验的升温、降温冷却、水环境以及废气处理等功能，实现了自动化集成、且该系统操作简单、功能完善、人性化操作界面，降低了实验故障率。且通过增加了水环境装置，可以喷洒预设比例的盐溶液，进而模拟高盐环境，以进一步研究盐类物质对试验件腐蚀行为及机理。
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1.一种透平叶片服役工况的模拟试验系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的透平叶片服役工况的模拟试验系统，其特征在于，所述透平叶片服役工况的模拟试验系统内设置多个温度传感器、多个流量传感器、多个电磁阀、处理器。
3.根据权利要求2所述的透平叶片服役工况的模拟试验系统，其特征在于，所述升温装置包括与所述中央控制器连接的第一电磁阀和第一流量传感器，所述第一电磁阀连接燃料供给装置和所述第一流量传感器，其中，所述中央控制器控制所述第一电磁阀打开和所述燃料供给装置提供燃料，使得所述火焰喷枪的喷嘴处形成高温高压的热冲击燃气，以高温燃气加热所述试验件，与所述试验件连接的第一温度传感器将所述试验件的温度信息反馈至所述中央控制器，所述中央控制器基于所述温度信息控制所述第一电磁阀。
4.根据权利要求3所述的透平叶片服役工况的模拟试验系统，其特征在于，所述水环境装置包括与所述处理器连接的第二流量传感器和增压阀，所述增压阀连接所述盐溶液供给装置和所述第二流量传感器，其中，在所述火焰喷枪工作状态下，调节所述增压阀，以使所述水枪在火焰外围喷洒预设计量的水，同时，
5.根据权利要求2所述的透平叶片服役工况的模拟试验系统，其特征在于，所述降温装置包括与所述中央控制器连接的第二电磁阀和第三流量传感器，所述第二电磁阀连接冷空气供给装置和所述第三流量传感器，其中，所述中央控制器控制所述第二电磁阀打开和所述冷空气供给装置提供冷空气，使得所述冷空气流动至所述冷气通道，以对所述试验件进行降温。
6.根据权利要求5所述的透平叶片服役工况的模拟试验系统，其特征在于，所述中央控制器基于所述温度信息，控制所述冷空气供给装置和所述水枪，以确定所述试验件的温度为目标温度。
7.根据权利要求2所述的透平叶片服役工况的模拟试验系统，其特征在于，所述废气处理装置包括与所述燃烧室连接的第三电磁阀，其中，在所述燃烧室燃烧的情况下，所述中央控制器控制所述第三电磁阀打开，并对所述燃烧室的废气进行回收。
8.根据权利要求7所述的透平叶片服役工况的模拟试验系统，其特征在于，所述废气处理装置还包括与所述中央控制器连接的第四电磁阀和第四流量传感器，所述第四流量传感器连接第二温度传感器，所述第二温度传感器连接所述燃烧室，其中，在所述燃烧室的温度大于预设温度的情况下，所述中央控制器控制所述第四电磁阀打开，并对所述燃烧室的废气进行排出。
9.一种透平叶片服役工况的模拟试验方法，应用于权利要求1至8任一项所述的透平叶片服役工况的模拟试验系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的透平叶片服役工况的模拟试验方法，其特征在于，还包括：对冲击结束后的所述试验件进行保留和切割，并选择目标部分进行制样。
...【技术特征摘要】
1.一种透平叶片服役工况的模拟试验系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的透平叶片服役工况的模拟试验系统，其特征在于，所述透平叶片服役工况的模拟试验系统内设置多个温度传感器、多个流量传感器、多个电磁阀、处理器。
3.根据权利要求2所述的透平叶片服役工况的模拟试验系统，其特征在于，所述升温装置包括与所述中央控制器连接的第一电磁阀和第一流量传感器，所述第一电磁阀连接燃料供给装置和所述第一流量传感器，其中，所述中央控制器控制所述第一电磁阀打开和所述燃料供给装置提供燃料，使得所述火焰喷枪的喷嘴处形成高温高压的热冲击燃气，以高温燃气加热所述试验件，与所述试验件连接的第一温度传感器将所述试验件的温度信息反馈至所述中央控制器，所述中央控制器基于所述温度信息控制所述第一电磁阀。
4.根据权利要求3所述的透平叶片服役工况的模拟试验系统，其特征在于，所述水环境装置包括与所述处理器连接的第二流量传感器和增压阀，所述增压阀连接所述盐溶液供给装置和所述第二流量传感器，其中，在所述火焰喷枪工作状态下，调节所述增压阀，以使所述水枪在火焰外围喷洒预设计量的水，同时，基于调节所述增压阀，所述盐溶液供给装置向所述水枪提供预设比例的盐溶液，以使所述水枪在火焰外围喷洒预设比例的盐溶液。
5.根据权利要求2所述的透平叶片服役工况的模拟试验系统，其特征在于，所述降温装置包括与所述中央控制器连接的第二电磁阀和第三...
【专利技术属性】
技术研发人员：裴海清，温志勋，于昊玉，王帅帅，郭睿乾，岳珠峰，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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