四度温差放在普通风机里不算什么,放在液氢泵里却不能含糊。
正式介质接近零下二百五十三度,局部热量会让液氢汽化。产生的气泡进入高速叶轮,不仅降低流量,还可能引发汽蚀和振动。
三号热点没有摩擦痕迹,证明确实来自气流。测压细管从壳体内壁伸出六毫米,直径只有三毫米。静态测压时它几乎不影响流场,高速回流经过时,却像河里插了一根小桩,背后形成周期脱落的涡。
有人建议把细管削短到与内壁齐平。
秦牧川马上否决:“齐平孔会读到壁面脉动,压力可能更不准。”
另一种办法是在细管前加导流罩,但泵腔空间只有十几毫米。导流罩一旦松脱,后果比热点更严重。
周野没有围着那根管子继续加东西。他让林浩把六片弹簧定位后的出口流向与旧结构对比。新结构让密封环更同心,回流束反而比以前集中,正好射向测压管。
“不是管子伸得太长,是我们把一股散风收成了水枪。”周野说。
解决方法是让回流在到达细管前先均匀扩散。密封环出口增加一圈极浅的扩压槽,槽深从零点三毫米缓慢过渡到零点六毫米,不改变最窄密封缝,也不增加活动零件。
扩压槽尺寸不是从流体软件里抄一个答案。林浩先做三种截面试片,在常温氮气台上测压力恢复;再把气体密度换算到实际工况,确认流动不会在槽尾重新分离。第一种槽过深,热点消失了,平衡腔压力却掉了百分之三;第二种转角太急,温度脉动仍在。第三种用连续缓坡把高速回流摊开,压力损失只有百分之零点二。
周野又让人在测压管对面加临时探头。如果原判断正确,改槽前两个位置应出现一冷一热的旋涡特征,改槽后则一起趋于平均。实测结果与预测一致,证明不是原三号温度探头自身漂移。临时探头完成任务后立即拆除,接口用原材料封回并重新做低温检漏,不给正式泵留下多余孔口。
低温检漏后还做了三次快速升降速,确认扩压槽不会只在稳定转速下有效。三号测点温度始终跟随平均值,压力也没有在过渡过程中出现尖峰。秦牧川随后把这一项写进正式验收曲线。
梁师傅拿到尺寸看了两遍:“槽底不能有刀接痕,不然低温收缩时,它先给你长裂纹。”
加工采用整圈连续走刀,刀具不在槽内停顿。下机后做荧光检查,再用轮廓仪扫完整圆周。陈大川守着检测屏,看到最大接痕只有几微米,忍不住说:“这回风总该学会排队了吧?”
“风不排队。”梁师傅说,“是通道别逼它打架。”
装回试验台后,两万四千转再次保持。三号温度点只比平均值高零点六度,其余五点差异不到一度。压力偏差稳定,轴向力也没有回升。
转速逐级升到三万六千转。
这是氮气条件下允许的最高验证转速。轴振动、推力、平衡腔压力和六点温度全部进入绿色窗口。转子惰转停机过程中没有擦碰声,盘转扭矩恢复到试验前水平。
系统面板随之亮起。
【高速氮气试转完成】
【平衡腔动态压力偏差:百分之零点九】
【局部温差:零点六度】
【获得重构点:】
【当前重构点:】
秦牧川终于在试验单上签下“通过”。液氢泵可以转运到介质试验区,进行最后的液氢试验。
介质区的准备比泵本身更复杂。液氢储罐、真空绝热管、氦气增压系统、放散塔和紧急切断阀必须同时可用。每一处泄漏都不是“擦干净再试”,而是立刻停止整套流程。
转运前,周野要求把试验台的历史数据也调出来。秦牧川有些意外:“泵修好了,台架上个月刚做过气密和流量标定。”
“氮气试转验证的是轴系。”周野说,“液氢试验验证的是泵和台架一起工作。不能默认给它喂介质的设备永远没问题。”
历史曲线显示,近三次低温试验的入口压降都在缓慢增加。每次只多一点,总值仍未超限,所以没有触发维护。
林浩把三条曲线叠在一起,趋势立刻清晰。相同储罐压力、相同阀门开度下,泵入口压力一次比一次低。若按这个趋势继续,正式液氢升速时可用汽蚀余量只剩设计值的六成。
泵能转到三万六千转了。
可台架送到它嘴边的液氢,可能还没进叶轮就先冒泡。