一种用于燃料电池膨胀机的测试装置及测试系统的制作方法

本发明涉及燃料电池，具体涉及一种用于燃料电池膨胀机的测试装置及测试系统。

背景技术：

1、随着燃料电池发动机功率的提高以及对发动机效率的高要求，传统的双极压缩空压机逐渐发展为带能量回收的膨胀机，如何有效准确的检测膨胀机的性能与可靠性是确保燃料电池发动机正常运行的关键。

2、膨胀机需要利用出堆空气进行能量回收，而出堆空气中存在大量的气态水与液态水，在冲击到膨胀机涡端的叶轮时，会对叶轮产生较高的冲击应力，因此涡端叶轮的耐水蚀冲击是膨胀机测试的重要环节之一。但目前的耐水蚀冲击测试中，并未完全模拟发动机出堆空气中液态水粒径，因此，测试结果的参考意义并不高。此外，在测试膨胀机涡端能量回收功率时，使用干空气直接测量，该测量方案会使测量出的回收功率偏低。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种用于燃料电池膨胀机的测试装置，包括膨胀机包括压端和涡端，包括流量计、空滤、尾排、中冷器、节气门和雾化机构，所述膨胀机的压端的输出端连接中冷器的输入端，中冷器的输出端连接节气门的输入端，节气门的输出端连接雾化机构，雾化机构连接膨胀机的涡端的输入端。

2、优选的：所述雾化机构包括雾化腔、雾化水泵、膨胀水箱和激光粒度分析仪，所述雾化腔的输入端连接节气门的输出端，雾化水泵的输入端连接膨胀水箱的输出端。

3、优选的：所述雾化腔的输出端连接涡端的输入端，雾化腔内的气液混合物进入涡端。

4、优选的：所述雾化腔内部设置有雾化喷头，雾化喷头连接雾化水泵的输出端。

5、优选的：所述雾化腔的输出端还连接激光粒度分析仪，用于测量由雾化腔进入涡端的气液混合物中液态水粒径。

6、优选的：所述膨胀机的压端的输入端连接流量计的输出端，流量计的输入端连接空滤的输出端。

7、优选的：所述涡端的输出端连接尾排的输入端，尾排的输出端将气液混合物排出。

8、一种用于燃料电池膨胀机的测试方法，使用上述测试装置测试膨胀机。

9、优选的，具体步骤如下：

10、膨胀机开机；

11、判断进入涡端液态水粒径是否高于目标粒径，若是，提高雾化水泵转速；若否，执行下一步；

12、判断进入涡端液态水粒径是否低于目标粒径，若是，降低雾化水泵转速；若否，执行下一步；

13、雾化水泵维持转速不变；

14、根据测试需求判断膨胀机是否需要关机，若否，返回s2，继续测试；若是，执行下一步；

15、膨胀机关机，停止测试。

16、优选的，雾化水泵维持转速不变时，进入涡端液态水粒径等于目标粒径。

17、本发明的技术效果和优点：

18、本测试装置中，在膨胀机测试中和涡端能量回收测试中，通过雾化机构对空气增湿并控制液态水粒径，从而得到更为精准测试结果气液混合物中的液态水粒径通过布置在管路上的激光粒度分析仪进行测量，通过调整雾化泵转速进行液态水粒径调节，能够使膨胀机的零部件测试工况更加贴近系统工况，同时使膨胀机涡端耐水蚀试验的参考性大大提高。

技术特征：

1.一种用于燃料电池膨胀机的测试装置，包括膨胀机包括压端和涡端，其特征在于，包括流量计、空滤、尾排、中冷器、节气门和雾化机构，所述膨胀机的压端的输出端连接中冷器的输入端，中冷器的输出端连接节气门的输入端，节气门的输出端连接雾化机构，雾化机构连接膨胀机的涡端的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池膨胀机的测试装置，其特征在于，所述雾化机构包括雾化腔、雾化水泵、膨胀水箱和激光粒度分析仪，所述雾化腔的输入端连接节气门的输出端，雾化水泵的输入端连接膨胀水箱的输出端。

3.根据权利要求2所述的一种用于燃料电池膨胀机的测试装置，其特征在于，所述雾化腔的输出端连接涡端的输入端，雾化腔内的气液混合物进入涡端。

4.根据权利要求3所述的一种用于燃料电池膨胀机的测试装置，其特征在于，所述雾化腔内部设置有雾化喷头，雾化喷头连接雾化水泵的输出端。

5.根据权利要求4所述的一种用于燃料电池膨胀机的测试装置，其特征在于，所述雾化腔的输出端还连接激光粒度分析仪，用于测量由雾化腔进入涡端的气液混合物中液态水粒径。

6.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池膨胀机的测试装置，其特征在于，所述膨胀机的压端的输入端连接流量计的输出端，流量计的输入端连接空滤的输出端。

7.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池膨胀机的测试装置，其特征在于，所述涡端的输出端连接尾排的输入端，尾排的输出端将气液混合物排出。

8.一种用于燃料电池膨胀机的测试方法，其特征在于，使用权利要求1-8任一项所述测试装置测试膨胀机。

9.根据权利要求8所述的一种用于燃料电池膨胀机的测试方法，其特征在于，具体步骤如下：

10.根据权利要求9所述的一种用于燃料电池膨胀机的测试装置，其特征在于，所述雾化水泵维持转速不变时，进入涡端液态水粒径等于目标粒径。

技术总结本发明公开了一种用于燃料电池膨胀机的测试装置及测试系统，包括膨胀机、流量计、空滤、尾排、中冷器、节气门和雾化机构，所述膨胀机包括压端和涡端，所述膨胀机的压端的输出端连接中冷器的输入端，中冷器的输出端连接节气门的输入端，节气门的输出端连接雾化机构，雾化机构连接膨胀机的涡端的输入端，本测试装置中，在膨胀机测试中和涡端能量回收测试中，通过雾化机构对空气增湿并控制液态水粒径，从而得到更为精准测试结果气液混合物中的液态水粒径通过布置在管路上的激光粒度分析仪进行测量，通过调整雾化泵转速进行液态水粒径调节，能够使膨胀机的零部件测试工况更加贴近系统工况，同时使膨胀机涡端耐水蚀试验的参考性大大提高。技术研发人员：于泽帆,司宗正,渠海洋,韩钦飞,尚泽,任建伟,王凯,方川受保护的技术使用者：北京亿华通科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15