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在某型號(hào)液體發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中,液氫主管路上安裝一只口徑為50mm、量程為1~20L/s的渦輪流量計(jì)。該型號(hào)共計(jì)進(jìn)行了5次試驗(yàn)。在前3次試驗(yàn)中,渦輪流量計(jì)所測(cè)數(shù)據(jù)均正常在第四次和第五次試驗(yàn)中,試驗(yàn)穩(wěn)定段流量數(shù)據(jù)波動(dòng)較大試驗(yàn)關(guān)鍵參數(shù)如表1所示
*次~第五次試驗(yàn)中的流量、貯箱壓力測(cè)量結(jié)果如圖1所示。從圖1可知,在*、二、三次試驗(yàn)中,流量參數(shù)數(shù)據(jù)均正常,但是在第四、五次試驗(yàn)中流量參數(shù)數(shù)據(jù)波動(dòng)幅度較大.且與設(shè)計(jì)部門(mén)分析的數(shù)值有較大出入。進(jìn)一步將第四次和第五次試驗(yàn)啟動(dòng)前流量計(jì)前后的壓力進(jìn)行對(duì)比.結(jié)果如圖2所示。從圖2可知.在第四次和第五次試驗(yàn)中,大約在啟動(dòng)前15s開(kāi)始程序預(yù)冷時(shí),流量計(jì)前后壓力測(cè)點(diǎn)(Phq和Pvilf)都出現(xiàn)一個(gè)較大的幅度波動(dòng),2~3s后逐漸恢復(fù)正常,而箱壓沒(méi)有出現(xiàn)類(lèi)似的波動(dòng)。由此可以判斷,當(dāng)流體經(jīng)過(guò)渦輪流量計(jì)時(shí),出現(xiàn)了異常。初步判斷該問(wèn)題出現(xiàn)的原因是:流體在通過(guò)流量計(jì)的葉輪時(shí),短時(shí)間內(nèi)流體流通不暢,發(fā)生了堵塞,導(dǎo)致在較短時(shí)間內(nèi)流量計(jì)前后的狹小空間內(nèi)流體的容量增加,造成流量計(jì)前后壓力出現(xiàn)急速上升波動(dòng)。此后隨著堵塞現(xiàn)象的逐漸緩解,流量計(jì)前后壓力逐漸恢復(fù)正常為更地確定流量計(jì)故障原因,分別選取第五次試驗(yàn)中壓力和流量數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵時(shí)間參數(shù)值與*次試驗(yàn)中相應(yīng)的參數(shù)值進(jìn)行對(duì)比,見(jiàn)表2、表3。
通過(guò)分析*、二、三次試驗(yàn)穩(wěn)定段數(shù)據(jù).以及流量計(jì)前后壓力(Phq和Pvilf)的變化情況可知,液氫主管路流阻的變化趨勢(shì)比較穩(wěn)定。在第四次和第五次試驗(yàn)中.啟動(dòng)后穩(wěn)定段的流阻較前三次試驗(yàn)而言發(fā)生了變化。由表2、表3參數(shù)數(shù)值分析得出.*次試驗(yàn)液氫主管路流阻在1.0131.024MPa之間變化,變化幅度較?。兓厔?shì)比較穩(wěn)定第五次試驗(yàn)液氫主管路的流阻在0.98~0.786MPa之間變化,變化的幅度較大且信號(hào)波動(dòng)異常。
因此可以斷定,流量計(jì)的軸承處有磨損。導(dǎo)致葉輪旋轉(zhuǎn)阻力增大試驗(yàn)中進(jìn)行程序預(yù)冷時(shí),短時(shí)間內(nèi).渦輪流量計(jì)前單位體積內(nèi)流體容量增大,造成瞬間壓力升高而軸承磨損也是造成所測(cè)流量數(shù)據(jù)偏離理論估算值和試驗(yàn)數(shù)據(jù)印證值的主要原因。試驗(yàn)結(jié)束后,將該渦輪流量計(jì)拆卸進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)該流量計(jì)軸承處,的確出現(xiàn)較嚴(yán)重的磨損,葉輪旋轉(zhuǎn)卡滯。
針對(duì)某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)流量數(shù)據(jù)的異常情況,從試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境和流量計(jì)的安裝狀態(tài)出發(fā),分析影響流量計(jì)工作特性的因素,根據(jù)流量計(jì)前后壓力測(cè)量值和管路流阻的計(jì)算分析,對(duì)渦輪流量計(jì)的故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位,對(duì)其他渦輪流量計(jì)使用者具有警示和借鑒意義。