一種遠程噴氣燃料供給系統(tǒng)設(shè)計

王宏泳　李華垚　張河寧　張童

摘要：介紹了一種遠程噴氣燃料供給系統(tǒng)的設(shè)計，圍繞供給系統(tǒng)及其動力源泵機組的原理進行闡述，并對系統(tǒng)內(nèi)泵的高原汽蝕余量及強度、柴油發(fā)動機功率、蓄能器的選型、系統(tǒng)自持能力等進行設(shè)計計算。

關(guān)鍵詞：供給系統(tǒng)；汽蝕余量；功率；自持能力

中圖分類號：U473? 收稿日期：2023-03-10

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.06.019

1 前言

在機場設(shè)備無法正常進行油料保障任務(wù)時，為了給飛機提供應(yīng)急噴氣燃料保障，需緊急啟用備用設(shè)備，遠程噴氣燃料供給系統(tǒng)便是為噴氣燃料的接收、輸轉(zhuǎn)、儲存作業(yè)而設(shè)計的。

2 供給系統(tǒng)設(shè)計

a.系統(tǒng)工作原理。

供給系統(tǒng)原理如圖1所示，來自于外部的噴氣燃料通過球閥、管路吸入輸油泵機組實現(xiàn)油料的接收，輸油泵機組將噴氣燃料通過球閥開關(guān)位置的變化經(jīng)過過濾分離器、流量計、單向閥、管路等部件實現(xiàn)噴氣燃料的儲存、輸轉(zhuǎn)等功能。

因輸送管線有500 m長，在噴氣燃料的遠程輸送過程中會產(chǎn)生巨大的水擊壓力，為減少水擊壓力對供給系統(tǒng)的破壞，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了皮囊式蓄能器和壓力調(diào)節(jié)閥雙重防水擊防護措施，系統(tǒng)內(nèi)還特意在過濾分離器、流量計的后部加裝單向閥以防止水擊壓力對這兩種關(guān)鍵部件的破壞，延長其使用壽命；系統(tǒng)還在過濾分離器旁設(shè)置了旁通球閥，以便保證在其發(fā)生故障時可以正常進行噴氣燃料保障工作。

噴氣燃料屬于易揮發(fā)液體，在輸送過程中會產(chǎn)生大量油氣，從原理圖中可知，系統(tǒng)內(nèi)唯一的油氣排放口為過濾分離器處的油水自動分離排放閥，為防止油氣大量外泄導(dǎo)致系統(tǒng)油氣濃度過高產(chǎn)生危險，系統(tǒng)在其后部設(shè)置了副油箱對產(chǎn)生的油氣進行收集，同時設(shè)置了卸油泵，以便在油氣集滿后將其進行排放。

b.輸油泵機組工作原理。

柴油機通過聯(lián)軸器驅(qū)動齒輪箱，齒輪箱帶動自吸離心泵工作。柴油機、齒輪箱和自吸泵共同固定在由槽鋼焊接的公共底座上。依靠柴油發(fā)動機提供動力，并以1 800 r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，柴油機輸出軸與增速齒輪箱輸入軸通過聯(lián)軸器相連，將動力直接傳遞給變速齒輪箱，變速齒輪箱增速至3 100 r/min通過輸出軸與自吸離心泵軸連接，驅(qū)動自吸離心泵工作，完成輸送工作介質(zhì)的任務(wù)。

3 輸油泵選型計算

4 發(fā)動機功率計算

5 蓄能器選型計算

6 自持能力計算

已知V油箱=200 L，根據(jù)柴油泵機組的原理可知，柴油泵機組的能源主要來自柴油的做功，即若知柴油泵機組在額定轉(zhuǎn)速下單位時間內(nèi)的油耗，再乘以運行時間即可知其消耗總量，也就是說只要油箱容積滿足其消耗總量就可以判斷其自持能力符合要求。柴油泵機組發(fā)動機的比油耗參數(shù)如圖2所示。

綜上可知，自持能力能夠達到t=4.5 h。

7 結(jié)語

遠程噴氣燃料供給系統(tǒng)原理設(shè)計合理，發(fā)動機與輸油泵的功率相匹配，蓄能器可以有效防止水擊壓力對供給系統(tǒng)的破壞，供給系統(tǒng)的單次自持能力可以達到4.5 h，并可以滿足高原海拔4 500 m以上的正常工作。

參考文獻：

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［4］盛敬超工程流體力學(xué)［M］北京機械工業(yè)出版社，1988

作者簡介：

王宏泳，男，1983年生，工程師，研究方向為油料保障裝備。