一種可更換二次流互擊噴嘴的流場(chǎng)可視化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可更換二次流互擊噴嘴的流場(chǎng)可視化裝置，屬于流體噴射的發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]二次流體噴射是指通過(guò)注射二次射流到發(fā)動(dòng)機(jī)噴管喉部或者噴管擴(kuò)張段的主流中，二次射流和主流發(fā)生相互作用，改變主流流動(dòng)狀況，從而改變發(fā)動(dòng)機(jī)推力的大小和方向。通過(guò)改變噴管喉部面積來(lái)調(diào)節(jié)推力是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)技術(shù)的研宄領(lǐng)域。
[0003]專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01510017390.8，一種可更換噴管的二次流體噴射推力調(diào)節(jié)裝置，該發(fā)明的目的實(shí)現(xiàn)了推力的大小控制和推力的方向調(diào)節(jié)。但是該裝置存在以下的缺點(diǎn)只能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)推力的大小和方向，不能夠直觀(guān)的看到推力調(diào)節(jié)變化的具體過(guò)程，也不能夠測(cè)量出拉瓦爾噴管喉部或者擴(kuò)張段處二次流與主流相互作用時(shí)的流場(chǎng)分布，速度分布以及霧化效果；2在進(jìn)行多種方案測(cè)量時(shí)要更換整個(gè)體積龐大的噴管；3 二次流體噴射方式是通常情況下的水平對(duì)射射流和逆向射流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決上述缺點(diǎn)，提供一種可更換二次流互擊噴嘴的流場(chǎng)可視化裝置，該裝置能通過(guò)可視窗測(cè)量霧化情況、內(nèi)流場(chǎng)分布和流場(chǎng)速度分布，能夠直觀(guān)地看到推力調(diào)節(jié)變化的具體過(guò)程。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0006]一種可更換二次流互擊噴嘴的流場(chǎng)可視化裝置，包括:噴嘴密封墊片、噴嘴處壓板、二次射流注入裝置、互擊噴射噴嘴、石英玻璃、可視化窗口和噴管；
[0007]互擊噴射噴嘴包括:噴射集液腔、開(kāi)槽沉頭螺釘、密封O型圈、堵塞；
[0008]互擊噴射噴嘴為兩邊帶有凸臺(tái)的長(zhǎng)方體；從底面對(duì)稱(chēng)開(kāi)設(shè)兩個(gè)相同的噴射集液腔；噴射集液腔用于放置堵塞；噴射集液腔底面開(kāi)設(shè)有有角度的通孔；堵塞外側(cè)套有密封O型圈，堵塞中心開(kāi)有螺紋孔，用于與開(kāi)槽沉頭螺釘固定連接；互擊噴射噴嘴的頂面充當(dāng)了拉瓦爾噴管的喉部、部分收斂段和部分?jǐn)U張段；
[0009]互擊噴射噴嘴放置在噴管內(nèi)；噴嘴密封墊片與噴嘴處壓板中間開(kāi)設(shè)有通孔，用于液體流通；噴嘴密封墊片與噴嘴處壓板通過(guò)螺釘與噴管固定連接，將互擊噴射噴嘴固定在噴管內(nèi)；噴嘴處壓板與二次射流注入裝置固定連接；與二次射流注入裝置相鄰的兩個(gè)面上對(duì)稱(chēng)放置石英玻璃形成可視化窗口；
[0010]所述通孔數(shù)量至少是2個(gè)。
[0011]工作過(guò)程:發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，主流氣體通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)拉瓦爾噴管收斂段，噴管喉部和噴管擴(kuò)張段后膨脹加速，產(chǎn)生推力；與此同時(shí)二次射流通過(guò)二次射流注入裝置對(duì)稱(chēng)注入噴射集液腔，二次射流在噴射集液腔形成穩(wěn)定壓強(qiáng)的液流，再均勻的射入噴管喉部或者噴管擴(kuò)展段，從而與高壓主流氣體劇烈擠壓或者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生霧化流場(chǎng)，通過(guò)可視化窗口測(cè)量霧化情況、內(nèi)流場(chǎng)分布和流場(chǎng)速度分布，此時(shí)也能夠直觀(guān)的看到推力調(diào)節(jié)的變化過(guò)程。如果二次射流在喉部對(duì)稱(chēng)噴入則起到調(diào)節(jié)喉道面積的作用，可以通過(guò)可視化窗口觀(guān)察到氣液撞擊情況下的有效喉部面積，能夠直觀(guān)地理解二次流的扼喉能力，從而能夠直觀(guān)地看到推力調(diào)節(jié)的變化過(guò)程；如果將堵塞單個(gè)的放在噴管擴(kuò)張段二次流非對(duì)稱(chēng)的噴入，則通過(guò)可視化窗口觀(guān)察到形成誘導(dǎo)激波后的流場(chǎng)分布，從而直觀(guān)地看到推力方向調(diào)節(jié)的過(guò)程。
[0012]當(dāng)根據(jù)實(shí)際工作需要進(jìn)行多方案下的流場(chǎng)測(cè)量時(shí)，可以通過(guò)控制堵塞的位置或者更換互擊噴射噴嘴來(lái)改變噴射方案，互擊噴射噴嘴和堵塞的更換過(guò)程為，安裝方式為:把互擊噴射噴嘴取出來(lái)更換不同互擊角度方案的互擊噴射噴嘴或者選擇好要實(shí)施的噴射方案，然后把堵塞放進(jìn)相應(yīng)的噴射集液腔，再進(jìn)行喉部或者擴(kuò)張段噴射二次流，此時(shí)密封O型圈放置堵塞側(cè)面，起到了很好的密封作用，堵塞中心螺紋孔與開(kāi)槽沉頭螺釘固定連接；接著將噴嘴密封墊片和噴嘴處壓板安裝好，最后利用螺釘將其與整個(gè)噴管裝置擰緊固定。
[0013]拆卸方式:通過(guò)卸載螺釘，依次可以拿出二次射流注入裝置與噴嘴處壓板、噴嘴密封墊片、也可以拿出互擊噴射噴嘴；然后將開(kāi)槽沉頭螺釘往外旋出一部分，再用鉗子可以將堵塞從集液腔中取出。
[0014]有益效果
[0015]1、本發(fā)明的一種可更換二次流互擊噴嘴的流場(chǎng)可視化裝置，能通過(guò)可視化窗口測(cè)量霧化情況、內(nèi)流場(chǎng)分布和流場(chǎng)速度分布；通過(guò)可視化窗口也可以觀(guān)測(cè)到實(shí)際的有效喉部面積與形成誘導(dǎo)激波后的流場(chǎng)分布，能夠直觀(guān)的看到推力調(diào)節(jié)變化的具體過(guò)程。
[0016]2、本發(fā)明的一種可更換二次流互擊噴嘴的流場(chǎng)可視化裝置，只適合氣液撞擊流場(chǎng)的測(cè)量，在測(cè)量不同方案下的流場(chǎng)分布與霧化情況以及多種方案下推力調(diào)節(jié)的變化過(guò)程時(shí)，不需要更換整個(gè)噴管裝置，只要更換不同二次流互擊角度的互擊噴射噴嘴或者將堵塞放在相應(yīng)的集液腔中即可。
[0017]3、本發(fā)明的一種可更換二次流互擊噴嘴的流場(chǎng)可視化裝置，其中，二次射流在喉部或者擴(kuò)張段與主流發(fā)生相互作用時(shí)，二次射流的入射方式不是水平對(duì)射和逆向射流，而是采用的多個(gè)通孔成一定角度的互擊式射流。
[0018]4、本發(fā)明的一種可更換二次流互擊噴嘴的流場(chǎng)可視化裝置，與二次流水平對(duì)射射流和逆向射流比較，在相同流量的射流下，二次流經(jīng)過(guò)互擊噴射噴嘴射流射到喉部或者擴(kuò)張段與主流氣體相互作用時(shí)能產(chǎn)生更大的推力。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的一種可更換二次流互擊噴嘴的流場(chǎng)可視化裝置采用噴管喉部對(duì)稱(chēng)噴射方式的半剖視圖。
[0020]其中:I一噴嘴密封墊片、2—噴嘴處壓板、3—噴射集液腔、4一二次射流注入裝置、5—開(kāi)槽沉頭螺釘、6—密封O型圈、7—堵塞、8—互擊噴射噴嘴、9一石英玻璃、10—可視化窗口、11 一噴管；
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0022]實(shí)施例1
[0023]一種可更換二次流互擊噴嘴的流場(chǎng)可視化裝置，包括:噴嘴密封墊片1、噴嘴處壓板2、二次射流注入裝置4、互擊噴射噴嘴8、石英玻璃9、可視化窗口 10和噴管11 ;
[0024]互擊噴射噴嘴8包括:噴射集液腔3、開(kāi)槽沉頭螺釘5、密封O型圈6、堵塞7 ;
[0025]互擊噴射噴嘴8為兩邊帶有凸臺(tái)的長(zhǎng)方體；從底面對(duì)稱(chēng)開(kāi)設(shè)兩個(gè)相同的噴射集液腔3 ;噴射集液腔3用于放置堵塞7，將堵塞7成對(duì)的放在互擊噴射噴嘴8擴(kuò)張段對(duì)應(yīng)的噴射集液腔3，從而保證了二次流只能通過(guò)喉部處對(duì)應(yīng)的噴射集液腔3噴射；噴射集液腔3底面開(kāi)設(shè)有有角度的通孔，通孔數(shù)量為3個(gè)，3個(gè)通孔以中間孔為軸對(duì)稱(chēng)布置，互擊總角度為60° ;堵塞7外側(cè)套有密封O型圈6，堵塞7中心開(kāi)有螺紋孔，用于與開(kāi)槽沉頭螺釘5固定連接；互擊噴射噴嘴8的頂面充當(dāng)了拉瓦爾噴管的喉部、部分收斂段和部分?jǐn)U張段；
[0026]互擊噴射噴嘴8放置在噴管11內(nèi)；噴嘴密封墊片I與噴嘴處壓板2中間開(kāi)設(shè)有通孔；噴嘴密封墊片I與噴嘴處壓板2通過(guò)螺釘與噴管11固定連接，將互擊噴射噴嘴8固定在噴管11內(nèi)；噴嘴處壓板2與二次射流注入裝置4固定連接；與二次射流注入裝置4相鄰的兩個(gè)面上對(duì)稱(chēng)放置石英玻璃9形成可視化窗口 10 ;
[0027]所述的噴嘴密封墊片I對(duì)稱(chēng)布置，壓緊互擊噴射噴嘴8，起到了很好的密封作用，通過(guò)壓住噴射集液腔3，一方面防止噴射集液腔3液體外滲或者空氣進(jìn)入噴射集液腔3，另一方面又防止了喉部或者擴(kuò)張段處的主流氣體和液流通過(guò)互擊噴射噴嘴8與噴管11配合的間隙反向外泄，成功的保證了裝置的密封性；同時(shí)噴嘴密封墊片I的中間通孔也作為二次流的過(guò)道，使得二次流勝利流入噴射集液腔3。
[0028]所述的噴嘴處壓板2是對(duì)稱(chēng)布置，作用是為了壓緊噴嘴密封墊片1，讓壓緊的噴嘴密封墊片I能有很好的密封作用；噴嘴處壓板2中間通孔還起到了作為二次液流的過(guò)道，經(jīng)壓緊噴嘴密封墊片I的過(guò)道流入噴射集液腔3。
[0029]所述的噴射集液腔3是通過(guò)在互擊噴射噴嘴8底面上形成的深孔空腔，用于使二次射流在空腔內(nèi)形成