【航空工业行业标准(HB)】 航空燃气涡轮发动机排气冒烟测量规范

1．引言
2．术语定义
3测量系统
4-试验程序
5。资料与数据的记录、处理和分析1引言
中华人民共和国航空工业部部标准航空燃气涡轮发动机
排气冒烟测量规范
HB 6116-87
1·I本规范规定了航空燃气涡轮发动机的排气官烟测量程序和装置。1-2按本规范规定进行排气冒烟测量时，其冒烟数SH的精度在±3以内。1·3本规范不适用于航空燃气涡轮发动机飞行试验情况和发动机开加力的情况，但可用于航空燃气涡轮发动机烧烧室出口排气冒烟的测量。2术语定义
2.1排气骨烟
悬浮于发动机排气中的微小固体颖粒群。它们主要是燃油燃烧时生成的以碳为主体的黑色烟粒，这些固体颗粒可以减心光的透射，引起可见烟问题。2.2取样
为测量分析，在控制条件下对排气采集样气。2-3过滤纸烟痕面积A
样气通过过滤纸时，烟粒在其上沉积的面积。2.4取样量
以每平方米过滤烟瘦面积上瀛过样气的公斤数来表示。2·5标准取样
每平方米过滤烟痕面积上滤过16.2公斤样气的取样量。2.6报告冒烟数SN
对排气冒烟量的无因次量，它是根据标准取样量下取得的烟痕情况确定的，其值在0一100之间。SN值大，则冒烟严重。2.7烟数SN1
在非标准取样量下得到的国烟数。兼空工业部 198了-0311发布
Tii KAoNni KAca
1987-07-01享量
2.8取样容积V
通过过滤纸的样气容积。
2.9取样质量折
6116-87
根据测得的取样容积，压力和温度计算得到的样气质量。210多点混合式取样感头
为便测量迅速，并且保证一定的取样代表性，在取样平面上带采用多点分希同时取样的感买，样气在感头内汇合混和后才引入取样暨路。3测量系统
3.1系统简图
图1为建议的排气置烟标准测量系统简图。32取样质量的测量
用一台遥式的或于式的位移式容积流量计测量取样容积。精度要求土2%。在该流量计紧邻上游测量压力和温度，压力精度要求土0.2%，温度精度要求土2℃。3.3取样清量的测量
取样流量应为14士0.5升，分，用一个浮子流量计或当量的流量测量装置测量，精度要求5%。
3.4过滤纸和夹头
过滤纸的性能应与国际通用的whatman4号滤纸相同。过滤纸夹头应用耐腐蚀材料制造，它应能牢固地夹紧过滤纸，并满足整个系统对泄漏的要求。图2给出了建议的夹头内部通遭的形状和尺寸。
3.5取样感头
a。多点混合式或单点式取样感头均可使用，但取样平面上的取样点数均不应少于12点，并且取样点应尽量接等面积均匀分布于取样乎面上。b，感头用不锈钢制造，如果采用多点混合式感头，所有的取样孔直径应该相等。己。感头设计应该使通过感头组件的压降的80%产生在取样小孔处。&。取样平面的轴向位盈，在发动机性能充许情况下，应尽量靠近发动机排气喷管出口平面，并且任何情况下都应在0。5倍哦管出口直径之内。在进行燃烧室试验时，则可放在试件出口到出口调节阀之间的某个位置上。e：为了保证冒烟测量的代表性，对所设计的取样感头应通过在取样平面上的详细餐粒HB6116-87
测量结果来证实它可提供有代表性的样气：应对特定型号系列的发动机的取样感头标准化。f，如果要求感头抽取的样气流量大于140.5升分时，司以在感头与做门A（图1之间效置一不分流装置，使多余的样气流量排入大气（如进行高，中压燃烧试验情况），或送到其它气体污染物测量分析系统中去（当同时测量排气官烟和气体污染物时1。如果采用分流装置。则必须进行一项试验来证明放置分流装置后不会改变测量的冒烟数值，这不试验可以通过交换分流装置的两不出口臂道，检查两种情况下所测量的冒烟数是否相同（在充许的精度变范围内）。s.6取样管路
8：取样管略内径可取4·0一8.0毫米。警路尽量走直线，并尽量减少管接头或其它联接装置。任何必须弯曲处：其弯曲半径应大于I0倍誉路直径。b从感头出口到过滤纸夹头进口间的取样管路应尽可能短，长漫不要超过25米，这一段的管路温度应保持在60℃到175℃之间，并宜要求在测量期间温度变化范围在土10℃以内。
，管理材料应能防止颗粒物质的沉积和静电荷聚积。不锈钢、铜和聚四氟乙烯等材料可以满足要求。
8。至心应配置4个阀门，所有阀门应由耐腐蚀材料制造。D。阀门.A应为快速动作的三通阀，它具有“关闭”，“取样”和“旁路”三个位置。阀门A也可以用两个互锁的阀门乘实现与上述相同的功能。C。阀门B和C应为调节阀，用来调节系统的流量。口，阅门卫应为截止间，用来切断通往过滤纸亲头的流路3·8取样象
此录在塞流量时的抽空能力应不低于75千帕！在温常压下，泉的全流量应不小于28升一分。
3.9反射率计
光源采用白炽电珠泡，发光要均匀稳定，光电元件应为环形光电池，输出特性应稳定，指示电表情度应不低于1，5级，反射宝计至少应备有三张供校准用的标准样件。反射率计照到过滤纸上的光束直径应在（0.1-0.5）D范围内。这里D为滤纸烟痕直径，图2上给出了的尺于范園
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3，10系统应符合下述泄循性能的试验要求，试验程序为：自·将清洁过滤纸爽入过滤纸夹头b，关闭阀门A，全开阀门B、C和D，C·起动取样泵，并至少工作一分钟，使系统达到稳定状态d：取样系再继续工作五分钟并测量在此期问流过容积流量计的容积，如该容积量不超过5·0升（国际标准大气条件），则系统合格可以使用，否则不能使用。4试验程序
4·1取样系统的泄漏检查
在一系列的曾烟测量试验以前，应按如下程序进行取样系统的泄漏检查。a，密封感头的所有取样孔，或将感头断开并密封取样管路的断开端：b·将阀门A置子“旁路￥位置，并使阀门D关闭C。起动取样泵并至少工作一分钟，使系统达到稳定状态：取样泵再继续工作五分钟，并测量在此期间流过容积流量计的容积，如果该容积量不超过2，0升（国际标准大气条件），则认为系统合格，否则不能便用该系统：e·该复愿头和取样管路的正常联接。4·2取样系统的清洁检查下载标准就来标准下载网
在一系列的圖烟测量试验以前，应按如下程序进行取样系统清洁检查。E·全升门B，C和，
b。起动取样荥，并交替地将阀门A置于“旁路”和“取样”位置，用清洁空气吹除整个系统五分钟虾
C．将阀门A置于“旁路”位置
d：关闲阀门卫，并搏清过滤纸夹入过滤纸夹头，重新打开阀门工！e·将阀门A置于“取样”位置，当每平方米过滤烟面积上流过50公斤空气以后，再将阀门A置于“旁路”位置
1按本规范5.3条所述方法测量过滤烟瘾得出冒烟数SN'，如果SN大于3，则取样系统必须清洗或更换。必须在满足SN小于3的情况下才能使用该系统。4.3膏烟取样
当试验的发动机（或燃烧室）达到规定的功率【或试验】状态并进入稳定工作以后，对每个状态应按如下程序取得带烟痕的过滤纸样品。HB6116-87
a，将阀门A置于“旁路\位置，关闭阀门D，抽取排气样气至少五分钟，并用阀门C调节样气流量到14士0。5升一分b，将清洁过滤纸夹入过滤纸夹头后，打开阀门D，并将阀门A置于“取样位置，用阀门B再次使样气流量调节到14土0.5升一分C·将阀门A置于“旁路”位置，并关闭阀门D，然后将另一片清洁过滤纸夹入过滤纸夹头
d：在此期间，至少应便样气通过管路一分钟以保证取样系统完全充满了有代表性的样气，如果要，还可用阅门C调节流量保证14土0，5升一分！e：打开阀门卫，将阀门A置于取样位暨。当所选择的取样量所对应的取样容积量通过后，将阀门A置于：旁路位置和关闭阀门D工。从过滤纸夹头中取出带烟溅纸，并将清洁过滤纸夹入过滤纸夹头名．对每个选择的取样量，重复步骤e一工，取样量应在每平方米过滤烟痕面积上通过12一20公斤样气的范围内选取并至心应取三个点其中应包括标准取样量点（每平方米过滤烟瘦面积上流过16·2公斤样气】以及此点的上下各点。另一种可接受的选择取样量的方法是在标准取样量（每平方米过滤烟痕面积上流过16，2土0.7公斤样气）下，连续取样至少三次，每次取得的冒烟数差值在士3以内。注意·在试验进行期间，阀门A不能效在“关闭”位置，即取样系统不允许处在无流量状态，以防止颗粒在取样普路内沉积影响测量精度。5资料与数据的记录、处理和分析5-1所记录的签料
&，试验对象：进行发动机排气冒烟测量时，应记录试验发动机的制造厂、型号、序号、结构特点和试验目的，进行燃烧室排气烟测量时，应记录试验件的结构特点和试验目的。b。试验设备：进行飞机的排气冒烟量时，应记录飞机的制造厂、型号、序号和发动机安装情况，进行台架上的发动机排气窗烟测量时，应记录试车台号、特点以及发动机安装情况进行燃烧室排气冒烟测量时，应记录试验台号及试验设备特点。C：留烟测量系统和取样感头：应记录系统的泄漏和清洁检查情况，取样感头的型式，取样点数和轴向安装位置。
d，燃油牌号，添加剂成分（如来用时）。5.2所需记录的数据。
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至少应记录以下数据
HB 6116-87
日·试验日期，开始和结束时间b。试验开始和结束时的大气压力、温度和湿度，C，试验工作状态，在发动机试验时，应包括推力（或功率）和转速，燃烧室试验时，应包括进口温度、压力和总油气比α-燃油流量，
e取样温度和压力
f．取样状态下的实际取样容积
%。取样状态下的实际取样流量。5.3冒烟数SNT的确定
带烟痕的过滤纸样品应采用3.9条规定的反射率计测量其绝对反射率尺s，所用背衬材料应为黑色，绝对反射率应小于3%，然后按下式计算SN1S1 100(1-
式中：Rw清洁过滤纸的绝对反射率。5·4·各取样点的取样量WA的计算可按下式进行
=0.348x10-1 Py
公斤米2，
式中，A——过滤纸烟痕面积，米1W——取样质量，公斤
—取样压力，帕，
T-取样温度，K，.
V-取样容积，米3。
5.5报告冒烟数SV的确定
，根搭不同（WA】值确定SH，如果采用多点混合式感头，则应以SH+为纵座标。O（WA）为横座标画出数据点，然后用最小二乘法的直线拟合数据点，而（WA）一16，2公斤米对应的3I值即为所需的报告冒烟数BH值。如果采用单点式感头，测对每个取样点按上述方法求得每点的SN值，而用作功率（或试验）状态的报告置烟数S可值HB6116-87
则应是所有取样点的6H值的算其术平均值b，按标准取祥量确定SN：如果每次取样均在标准取样量（162公厅米1）下进行，则该试验状态下的报告目烟数SH应是每次取样所得冒烟数的算术平均值。5.6作出报告量烟数SN对试验工作状态的关系曲线对每个试验状态按5-5条确定对应的报告冒烟数SN后，在直角座标去以报告冒烟数为纵座标，试验状态为慎座标作出关系曲线。试验发动机
取样感头
阀门A
过滤纸夹卖
附加泵
/附加的流量分流装置
“旁路”
阀门℃
取样”附加的粗
过滤器
浮子流量计
容积测量
取样泵
取样系统示意图
附如说明
HB 6116--87
气流方向
过滤纸平面
（烟痕直轻）D=12.5到37.5mm
-5°到7.5°
α=20°到30°
图2过滤纸夹头简图
本规范由航空工业部三○一研究所提出由北京航空学院负责起草
本规范起革负责人：吴寿生、王华芳
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