Concepts NREC测试能力介绍Word文档下载推荐.docx

1、所有测试大厅的设计都达到了 ASME 关于流动测试的标准，并且都和数据采集中心联通。最大测试功率可达 3000hp（2206 Kw），较小尺寸（外径 150mm 以下）的压缩机和透平叶轮可在 60mm、90mm、120mm 三个标准测试台上测试。大一些的叶轮由 1000（735 Kw） 或 3000hp（2206 Kw）的涡轮驱动测试，最高转速可达 60000 转。CN 测试技术先进性的表现之一就是在对高性能离心机的特定截面上的气动性能可以精确地测量出。使用微机控制的数据采集系统，能精确地采集和输出流场内的压力和温度等数据。测试产生的数据库文件能被其他程序直接使用以获得叶轮表面与空间位置精确对

2、应的静压分布。这些数据也能自动传递给 CN 的一维设计软件（如 compal）以绘制出每一级或整级的性能曲线。CN 完成气动性能和水力性能测试的几个大厅能够满足在很大转速和功率范围内的大量旋转机械的运行和测试。现成的标准测试台测试叶轮的直径范围为 51mm-610mm（2inch- 24inch）。驱动功率可达 3000hp（2206KW），可满足高转速、大功率测试需求。筒形测试装置可以完成超高速叶轮的测试而不用担心系统的力学性能不足，最高转速可以测到 20 万转。水泵测试台可以在很大进口压力范围内完成水力性能和汽蚀性能测试。除了气动性能测试外，CN 也有加工原型机的五轴加工中心，也可以完成零

3、件力学检测、模态测试和应变测试。磁浮轴承能精确测量机组的非定常作用力以改进设计。通过这些精密的测试装置，我们能准确查明各个零部件的受力情况，包括叶轮、轴承、密封件、联轴器等，当我们研发新一代的用于工业生产、居民生活和航天事业的各种涡轮、压缩机和泵时，这些测试结果就能为我们提供很多非常有价值的参考信息。除了在结构上支撑各个零部件外，磁浮轴承还能精确控制待测零件的振动量和位移量，以产生测试所需的动态激励。磁浮轴承同样也可准确采集因工质流动或运行工况改变而产生的流场力。CN 配备了一整套压力、流量、温度测试系统和先进的流场可视化技术，对于机组的气动或水力性能，CN 测试中心有能力提供出它们的准确特征

4、。CN 经常测试各种旋转机械；现有的几台测试设备能快速适应常规的旋转机械及其测试目标。这些设备采集到的数据精度很高，自身的灵活性和实用性也很强。对于很多特殊的测试需求，CN 能设计、制造并使用成功个性化的能在任何需要的地方投产使用的个性化的测试设备。CN 测试中心能准确测试的流量范围和压力范围非常宽广，对很大几何尺寸范围的旋转机械都能准确测试，包括：压缩机、风扇、鼓风机、工业泵、涡轮增压器、涡轮泵、空气循环机、工业燃气轮机、航空燃气轮机、燃料电池和其他需要测试的叶轮机械。除了整级机器和单独的某一级外，对某一部件 CN 也可以测试，包括叶轮、诱导轮、进口段、排气管、导管、回流道、导叶、燃烧器、换

5、热器、仪表、密封件、轴承等。刷式密封也能测试。三、Concepts NREC 测试硬件介绍3.1. 磁浮轴承3.1.1 为准确测试机组或零件承受的轴向力和径向力，并为各种力学性能的测试提供准确稳定的轴心轨迹和运行载荷，Concepts NREC 引进了多套先进的磁浮轴承装置。磁浮轴承用于某新型密封件的测试（工质为高压低温液氮）用于某轴流-离心两级压缩机测试的磁浮轴承装置用于某水泵测试的磁浮轴承装置磁浮轴承用于某工业泵的测试磁浮轴承用于某先进工业泵的测试磁浮轴承用于某航天飞机主发动机首级液氢泵的测试3.1.2 CN 专家通过磁浮轴承对某测试装置在某转速下施加振动阻尼，有效缓解了轴心运转过程中的偏

6、心现象，成功减小了机组在该频率下的振幅。1010Amplitude （Thousands of an Inch）110.10.10.010.011 .10 31 .10 31 .10 41 .10 41 .10 50 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240Frequency （Hz）0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240施加振动阻尼后某测试装置 64Hz 处振幅减小0.50.4W Direction （Thousands of an Inc

7、h）0.30.20.10.50.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5V Direction （Thousands of an Inch）13 Plane24 Plane施加振动阻尼后某测试装置转频 64Hz 时轴心偏心有效缓解CN 专家通过磁浮轴承对某测试装置在某转速下施加轴心运行轨迹，有效模拟了机组在特殊运行条件下的受力和振动情况。10541320.011 .10 321 .10 4455 4 3 2 1 0 1 2 3 4 50 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 24

8、 MeasuredFrequency （Hz）24 Request施加轴心椭圆形运行轨迹后某测试装置转频 18Hz 时振幅大幅增加3.2. 动力装置3.2.1 Concepts NREC 引进了 lycoming 公司 T55 引擎驱动装置，测试功率可达 3000 hp（2206 Kw），测试转速可达 1000020000 转。Lycoming 公司 T55L7C 型涡轴发动机用于移动测试台 MOTC13.2.2 Concepts NREC 引进了 solar 公司某型涡轮发动机驱动装置，测试功率可达 900 hp（662 Kw），测试转速可达 500065000 转。solar 公司某型涡轮

9、发动机用于固定测试台 WOTC13.3. 动平衡装置3.3.1 Concepts NREC 引进了大型动平衡设备Schenck Model H4/CAB500，最大转子外径可达 1600mm，转子最大质量可达 1000kg。 用于大型叶轮的动平衡设备 Schenck Model H4/CAB5003.3.2 Concepts NREC 引进了小型动平衡设备Schenck Model HT1 B，最大转子外径可达 254mm，转子最大质量可达 4.5kg。3.4 空气测功器Concepts NREC 为 GE T-64、PW T-400、T700、T58、PT6T、LTP101 等发动机开发了世

10、界上唯一的空气测功器技术和设备，形成了 VAROC35 和 250 两大型号。空气测功器用于移动测试台 MOTC1空气测功器用于柴油动力移动测试台3.5 测试中心设备齐全，有标准的气动探针和温度探针，也有更加复杂的热线/热膜流量计、激光测速仪、高频压力传感器、遥测应变仪、接近式探针，配置的数据采集系统也能快速准确地输出测试数据。Concepts NREC 也可向客户提供包括数据采集系统、测试程序、定位装置、测试设备、传感器标定等在内的各种服务。Concepts NREC 也在自己使用和对外销售 Polytec 双焦距激光测速仪，当然也提供技术服务。四、Concepts NREC 测试软件介绍用

11、于移动测试台 MOTC1 的快速数据处理系统五、成套测试设备介绍通过多年来坚持不懈的努力，Concepts NREC 建成了多套测试设备，展开了许多成效卓著的机组和零部件测试，测试能力也不断提高。目前最大测试功率可达 3000 hp（2206 Kw）， 测试转速可达 15 万转左右。Concepts NREC 测试功率可达 3000 hp（2206 Kw），测试转速可达 15 万转左右。5.1 WITC1 High Bay Pump Cell 泵测试台WITC1 配置了磁浮轴承和用于空化研究的真空泵，可测试部件受力情况，也可调节进口压力。其中，轴向力最大可测试到 1200 lbf（5338 N

12、），径向力最大可测试到 300600 lbf（13342669N）。根据实验需要，磁浮轴承也可 Activedampingofoscillation 和Creation of impeller motion.WITC1 High Bay Pump Cell 泵测试台WITC1Basement Pump Rig 泵测试台WITC1 主要完成泵的测试，测试转速可达 20000 转，测试功率可达 75 hp（55 Kw）。WITC1 测试过的水泵叶轮某先进工业泵曾在 WITC1 测试。该泵叶轮后带回旋叶片，使用了磁浮轴承测试零件力学性能。某航天飞机主发动机首级液氢泵也在此台测试，测试前特意增加了真实

13、的进口管路以得到准确的进口来流、动压值和不同位置的静压值，以准确评估各个零部件的性能。WITC1 完成某先进工业泵性能测试WITC1 完成某航天飞机主发动机首级液氢泵性能测试5.2 WITC2 Compressor Utility Cell 压缩机测试台WITC2 配置有罗茨鼓风机，运行转速 2750 转，功率 75 hp（55 Kw），变频驱动，用于产生真空，进口风量为 1100 cfm（31.1m3/min），压升为 23 英寸汞柱（77.9 KPa）。罗茨鼓风机用于 WITC2 压缩机测试5.3 WITC3 （60mm Cell）压缩机测试装置5.3.1 WITC3 （Bearing T

14、est Rig）轴承测试装置曾测试过 V35/85 型测功器所用扭矩仪的轴承。转速可达 24000 转，由 20 hp（15 Kw）主轴电机变频驱动。相关部件可轴向调整，轴也可实现偏心安装。V35/85 型测功器所用扭矩仪的轴承在 WITC3 （Bearing Test Rig）轴承测试装置完成测试5.3.2 WITC3 （60mm Cell）压缩机/涡轮测试装置测试转速可达 138000 转，测试功率可达 94 hp（69 Kw），测试扭矩可达 67 in.-lbf（7.6N.M）。WITC3 （60mm Cell）压缩机/涡轮测试装置5.4 WITC4 （90mm Cell）压缩机/涡轮测

15、试装置WITC4 （90mm Cell）压缩机/涡轮测试装置测试转速可达 125600 转，测试功率可达 138 hp（101 Kw），测试扭矩可达 60 in.-lbf（6.8 N.M），可测试压缩机/涡轮叶轮外径范围为 78110 mmWITC4 （90mm Cell）压缩机/涡轮测试装置5.5 WITC5 （120mm Cell）压缩机/涡轮测试装置WITC5 压缩机/涡轮测试装置测试转速可达 100000 转，测试功率可达 156 hp （115 Kw）， 测试扭矩可达 156 in.-lbf（17.6 N.M），可测试压缩机/涡轮叶轮外径范围为 100150 mm。WITC5 （12

16、0mm Cell）压缩机/涡轮测试装置5.6 WITC6 （Basement Pump Cell） 测试装置WITC6 （Basement Pump Cell） 测试装置经常展开工业泵的性能测试，包括整机的性能测试和单独的零部件的性能测试。WITC6 （Basement Pump Cell） 测试装置也配置了用于力学测试的磁浮轴承。WITC6 曾完成某工业泵性能测试5.7 Outdoor Combustor Test Facility 燃烧室测试装置5.7.1 CN 专家曾在 Woburn test cell 完成过某空气喷气发动机燃烧室的性能测试，主要测试了发动机在点火和贫油熄火时的工作稳定

17、性。Woburn test cell 天然气燃料发动机运行稳定性测试5.7.2 CN 专家曾在 Lebanon Airport 完成过某新型燃烧室的性能测试。Lebanon Airport 某新型燃烧室的性能测试5.8 MOTC1 （Lycoming T55 engine, Lebanon Airport）Concepts NREC 在 Lebanon Airport（附近）建造了一个大型测试基地，用于测试压缩机性能。其中的 MOTC1 移动测试装置配置了 Lycoming 公司 T55L7C 型涡轴发动机，功率可达3000 hp（2206 Kw）。由于受到零件力学性能的限制，最大转速可达 2

18、00000 转。Lufkin 齿轮箱和高效率的数据采集系统进一步增强了该装置的测试能力。MOTC1 移动测试装置外观MOTC1 移动测试装置内景MOTC1 移动测试装置使用了先进的数据采集系统5.9 WOTC1 （Solar-Drive Cell，250 mm Compressor rig）WOTC1 测试装置由 Solar 动力驱动，测试转速可达 65000 转，测试功率可达 900 hp（662Kw）。离心式和轴流式机械均能在此装置测试。某压比为 8 的用于 AR318 涡桨发动机的航空压缩机也曾在 WOTC1 测试装置完成测试，为了筛选出最优的方案，CN 专家设计了不同的引流通道、不同的

19、叶轮和不同扩压器，形成了 8 种不同的组合方案，最终得到具有更好喘振裕度的设计方案，满足了客户需求。WOTC1 测试装置完成某机组测试曾在 WOTC1 测试装置完成性能测试的某航空压缩机5.10 WOTC2 （General Purpose Cell, Fan-Clutch Test Facility） 通用测试装置WOTC2 通用测试装置配置了一套用于测试单级压缩制冷循环的设备，由电动机驱动， 主要测试机组的制冷力。WOTC2 通用测试装置测试单级压缩制冷循环的制冷力。5.11 WOTC3 （Steel Bed-Plate Cell）WOTC3 （Steel Bed-Plate Cell）提

20、供电力和天然气。地板设计 T 型槽以满足不同设备的测试需要5.12 WOTC4 （General Purpose Cell） 通用设备测试中心WOTC4 通用设备测试中心电力供应能力可达 200A，制冷能力可达 20 冷吨。根据测试需要，WOTC4 可提供天然气，管道内径为 4mm。WOTC4 通用设备测试中心内景5.13 WOODF （Outside Diesel-Drive Facility）WOODF 测试装置由柴油发动机驱动，用于空气测空器的性能测试。WOODF 柴油动力测试设备5.14 Spin-pits 高速测试设备Spin-pits 高速测试设备含两个 Barbour-Stock

21、well 圆柱形外壳，并提供 6.4mm、12.5mm 和 19mm 三档内径的天然气驱使涡轮旋转。Spin-pits 高速测试设备测试叶轮最大外径可达 760mm，最大轴向尺寸可达 1040mm，最大质量可达 700kg。在最大质量下，测试转速可达 40000 转，轻一些的转子转速可达 110000 转。Spin-pits 高速测试设备5.16风扇测试装置CN 轴流风扇性能测试六、Concepts NREC 测试案例介绍6.1 泵测试案例Concepts NREC 的水泵测试设备无论是综合测试能力或特殊测试能力都是世界上最先进的。测试技术包括整机性能测试、空化测试和动应力测试。磁浮轴承提供了

22、动应力测试并且帮助确定了叶轮和密封件的动力系数矩阵。改善进口段性能以更好的理解并减小非定常作用力对提高叶轮转速是很关键的一步， 而转速的提高能有效减小机组的尺寸和制造成本。典型的测试案例包括性能、空化、转子动力学、模态和动应力测试。6.1.1 某工业泵性能测试。某客户要求测试一台工业泵的水力性能，包括整机的水力性能和每一个部件的水力性能。同时，客户还要求测试出叶轮运转过程中承受的径向力和轴向力。所以，CN 专家将这台工业泵安装在配置有磁浮轴承的 WITC6 测试装置上完成测试。WITC6 测试装置上完成某工业泵水力性能测试和力学性能测试6.1.2 某先进工业泵性能测试。某个工业泵制造商希望大幅

23、提高一系列清水离心泵的效率同时又能增强它们的抗汽蚀性能。该泵带回旋叶片，且制作精良、用途特殊。客户同样要求测试出叶轮运转过程中承受的径向力和轴向力。所以，Concepts NREC 专家将这台工业泵安装在配置有磁浮轴承的WITC1 测试装置上完成测试。然后将测试数据与一维方案预测和三维 CFD 计算对比，优化设计方案并验证 CFD 分析。该先进工业泵总体的性能参数和叶轮出口的参数用以检测叶片展向方向的速度分布以及叶轮和回收系统独自的性能。用户最终得到了改进的设计方案，满足了高效率要求。并且由于测试也用来验证设计计算，客户得到了更多的测试数据，而不是少数几个预测数据。WITC1 测试装置上完成某先进工业泵水力性能测试和力学性能测试6.1.3 某液氢泵性能测试。某客户要求测试一台用于航天飞机主发动机的首级液氢泵的水力性能。因为用途特殊，客户还要求测试出多个指定位置的静压值和动压值。所以 CN 专家首先将进口管路和叶轮连接起来测试，以获得和实际运行相比尽可能真实的来流，而且还在机组内部布置了更加先进灵敏的探针，以获得更加准确的静压值和动压值。考虑到机组稳定运行和测试力学性能等，此液氢泵同样配置了磁浮轴承参加测试。某航天飞机主发动机首级液氢泵性能测试6.1.4 涡轮泵测试案例某政府机构联系 Concepts NREC 要求测试出某涡轮泵诱导