CN108104569A - 一种金属结构航空发动机试车台的排气塔 - Google Patents

一种金属结构航空发动机试车台的排气塔 Download PDF

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赵志刚
高鸽
陈子龙
杜文川
唐春丽
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    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/02—Structures made of specified materials
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Abstract

本发明的目的在于提供一种具有隔音功能的金属结构航空发动机试车台排气塔，所述排气塔包括基础预埋钢座、金属框架、隔音板以及消音元件，其中：金属框架由立柱、横梁组成，立柱与基础预埋钢座间、横梁间均采用螺栓连接；所述隔音板为凸台形，安装在金属框架内、外表面；消音元件设置在金属框架内部靠上位置；所述隔音板为双层结构，包括内、外隔音面板，内、外隔音面板之间为空气层。该金属结构试车台排气塔可替代钢筋混凝土结构的试车台排气塔，从而缩短改造施工周期，该设计方案可以应用于所有试车台的设计及升级改造中，可在行业内推广应用。

Description

一种金属结构航空发动机试车台的排气塔
技术领域
本发明涉及航空发动机整机试车台排气装置，特别提供一种具有一定隔音效果的金属结构发动机试车台的排气塔。
背景技术
涡喷、涡扇航空发动机试车台排气装置常规设计一般由引射筒、开口扩压器、消音元件和钢筋混凝土结构的排气塔组成，钢筋混凝土结构的排气塔在北方施工受冬季气温影响，施工周期长。对于航空发动机试车台的改造项目，钢筋混凝土结构的排气塔无法满足短期内完成改造并投入使用的要求，因此设计了一项试车台金属结构排气塔，利用冬季完成设备的加工，春季即可现场安装，从而大大缩短改造施工周期。
但采用金属结构排气塔，关键需要解决航空发动机燃气排放的噪音控制问题，金属结构排气塔应具备钢筋混凝土结构相同的隔音效果。
发明内容
本发明的目的在于设计一种具有隔音功能的金属结构航空发动机试车台排气塔，替代钢筋混凝土结构的试车台排气塔，从而缩短改造施工周期，该设计方案可以应用于所有试车台的设计及升级改造中，可在行业内推广应用。
本发明技术方案如下：
一种金属结构航空发动机试车台的排气塔，其特征在于：所述排气塔包括基础预埋钢座、金属框架、隔音板以及消音元件，其中：
金属框架由立柱、横梁组成，立柱与基础预埋钢座间、横梁间均采用螺栓连接；所述隔音板为凸台形，安装在金属框架内、外表面；消音元件设置在金属框架内部靠上位置；
所述隔音板为双层结构，包括内、外隔音面板，内、外隔音面板之间为空气层。
作为航空发动机整机试车台排气塔，其结构设计一方面需要具备一定的承载能力，用于安装排气消音元件；另一方面需要有一定的隔音能力，有效降低未经降噪的排气噪声向外传播。
1、金属框架的设计：
金属框架由立柱、横梁组成，本发明将框架尺寸设置为：立柱截面1m×1m，横梁截面0.3m×0.6m，横梁与横梁之间的间距为0.4m。
重力载荷影响分析结果：
最大位移8.7mm，为挂载消音元件的钢梁位置；
结构应力小于50MPa。
2、隔声措施
金属排气塔的隔声采用的主要措施为：
(1)、金属框架的立柱、横梁均为隔音的中空结构，其内部填充有隔音填充物，优选为玻璃棉和/或岩棉。
(2)、排气塔内、外表面装有凸台形双层隔音面板，其内、外隔音面板为中空结构，内部填充有隔音填充物，作为优选的技术方案，内、外隔音面板的厚度均为400mm，其内部填充有200mm玻璃棉以及200mm岩棉。双层金属结构隔音面板隔声量约为60dB(A)。
(3)、所述排气塔竖直方向上设有三层，上数第一、二层布满消音元件，消音元件挂载于金属框架的横梁上。
本发明所述排气塔成功应用于航空发动机试车台的改造，结构方面的隔音措施有效，实现了预定的隔音效果。由于金属构件加工不受天气的影响，充分利用了11月到次年3月的冬季时间，改造工期可以提前5个月完成，间接创造产值近亿元。
附图说明
图1金属结构排气塔结构示意图(主视图)；
图2金属结构排气塔结构示意图(侧视图)；
图3隔音板结构示意图；
图4刚强度分析结果(左：位移，150倍夸张；右：应力，150倍夸张)；
图5传热分析计算结果。
附图标记：1、基础预埋钢座，2、立柱，3、横梁，4、消音元件，5、隔音板，51、外隔音面板，52、内隔音面板，53、空气层，6、隔音填充物。
具体实施方式
实施例
一种金属结构航空发动机试车台的排气塔，如图1-3所示，该排气塔包括基础预埋钢座1、金属框架、隔音板5以及消音元件4，其中：
金属框架由立柱2、横梁3组成，立柱2与基础预埋钢座1间、横梁3间均采用螺栓连接；所述隔音板5为凸台形，安装在金属框架内、外表面；消音元件4设置在金属框架内部靠上位置；
所述立柱2、横梁3均为隔音的中空结构，其内部填充有隔音填充物；其中立柱2截面1m×1m，横梁3截面0.3m×0.6m，横梁3与横梁3之间的间距为0.4m。
所述隔音板5为双层结构，包括内隔音面板52、外隔音面板51，内、外隔音面板之间为空气层53；内、外隔音面板为中空结构，其厚度均为400mm，内部填充有200mm玻璃棉以及200mm岩棉。双层金属结构隔音面板隔声量约为60dB(A)。
1、重力载荷影响分析结果：
·最大位移8.7mm，为挂载消音元件的钢梁位置；
·结构应力小于50MPa，刚强度分析结果请见图4。
2、温度载荷——传热分析：
·最高排气温度下金属框架内表面温度20℃；
·长期金属框架内表面温度41℃；
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种金属结构航空发动机试车台的排气塔，其特征在于：所述排气塔包括基础预埋钢座、金属框架、隔音板以及消音元件，其中：
金属框架由立柱、横梁组成，立柱与基础预埋钢座间、横梁间均采用螺栓连接；所述隔音板为凸台形，安装在金属框架内、外表面；消音元件设置在金属框架内部靠上位置；
所述隔音板为双层结构，包括内、外隔音面板，内、外隔音面板之间为空气层。
2.按照权利要求1所述金属结构航空发动机试车台的排气塔，其特征在于：立柱截面1m×1m，横梁截面0.3m×0.6m，横梁与横梁之间的间距为0.4m。
3.按照权利要求1所述金属结构航空发动机试车台的排气塔，其特征在于：所述立柱、横梁均为隔音的中空结构，其内部填充有隔音填充物。
4.按照权利要求1所述金属结构航空发动机试车台的排气塔，其特征在于：所述内、外隔音面板为中空结构，其内部填充有隔音填充物。
5.按照权利要求3或4所述金属结构航空发动机试车台的排气塔，其特征在于：所述隔音填充物为玻璃棉和/或岩棉。
6.按照权利要求1所述金属结构航空发动机试车台的排气塔，其特征在于：所述内、外隔音面板的厚度均为400mm，其内部填充有200mm玻璃棉以及200mm岩棉。
7.按照权利要求1所述金属结构航空发动机试车台的排气塔，其特征在于：所述排气塔竖直方向上设有三层，上数第一、二层布满消音元件，消音元件挂载于金属框架的横梁上。
8.按照权利要求1所述金属结构航空发动机试车台的排气塔，其特征在于：所述排气塔为航空发动机整机试车台排气塔。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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