CN104374543B - 一种研究气流混合特性的装置的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种研究气流混合特性的装置的使用方法，包括进气段、流道主体；所述进气段与流道主体连接；所述流道主体设置多个次流模块安装座，所述次流模块安装座上安装次流模块主体；所述次流模块安装座下部设置次流供气通道，所述通道设置阀门；所述次流模块安装座下部还设置安装法兰；所述流道主体径向尺寸为两侧大，中间小；所述中间径向尺寸最小处为喉道截面；所述次流模块主体的侧壁材料为透明的石英玻璃；所述次流模块主体还设置调整块，所述调整块设置斜面。本发明的优点是：本发明针对气流特性研究的难点和关键点进行了专项的优化和调整，提高了试验的准确性和可操作性，试验器设计的方案、特性部件的安装方式等都对类似试验具有借鉴意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种气流特性的装置，特别是涉及气流混合特性的装置的使用方法。
背景技术
气流掺混特性是指两股不同状态的气流在掺混过程中气流各项性能参数所发生的变化，该项研究是航空发动机核心技术之一。通过试验研究可以深入了解气流在掺混过程中的压力、温度等参数的变化情况，掌握气流在不同状态下掺混，其特性所发生的变化情况，进而实现通过控制掺混气流状态来达到调整气流特性的目的。
该项技术可以应用于发动机改进、改型和零、部件设计等方面，主要用于提高发动机的整机性能。气流掺混特性研究属基础科学技术研究，国外的同行业部门在该领域已进行了多年的研究，掌握了部分先进的技术和理论，并研制出了应用该项技术的试验件，试验件的工作特点和应用范围目前并不清楚。目前该项技术研究在国内还处于探索阶段，有针对性的加工试验件进行特性试验尚属首例。
发明内容
本发明的目的是提供一种研究气流混合特性的装置及使用方法。该装置主要用于代替航空发动机整机进行气流掺混特性方面的试验研究。具体技术方案如下：
一种研究气流混合特性的装置的使用方法，其特征在于：所述装置包括进气段、流道主体；所述进气段与流道主体连接；所述流道主体设置多个次流模块安装座，所述次流模块安装座上安装次流模块主体；所述次流模块安装座下部设置次流供气通道，所述通道设置阀门；所述次流模块安装座下部还设置安装法兰；所述流道主体径向尺寸为两侧大，中间小；所述中间径向尺寸最小处为喉道截面；所述次流模块主体的侧壁材料为透明的石英玻璃；所述次流模块主体还设置调整块，所述调整块设置斜面；所述装置的使用方法如下：
①选定需要试验的次流马赫数与主流马赫数比值；
②根据所述装置的承载能力和试验要求确定主流超音速马赫数；
③按照掺混比例值计算次流马赫数及结构尺寸；
④调整气源装置、所述装置达到试验要求；
⑤主流供气达到试验要求；
⑥次流按要求调整流量、供气频率参数；
⑦待各项参数稳定后录取所需数据。
所述次流模块主体的调整块规格不同，采用多种次流模块主体组合，自由搭配。
本发明的优点是：本发明针对气流特性研究的难点和关键点进行了专项的优化和调整，提高了试验的准确性和可操作性，试验器设计的方案、特性部件的安装方式等都对类似试验具有借鉴意义。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为次流模块主体结构示意图；
图3为次流模块安装座结构示意图；
图4为调整块位置示意图；
图5为超音区汇流截面示意图；
图6为亚音区汇流截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图具体说明本发明，如图1-图4所示，包括进气段1、流道主体2；所述进气段1与流道主体2连接；所述流道主体2设置多个次流模块安装座3，所述次流模块安装座3上安装次流模块主体5；所述次流模块安装座3下部设置次流供气通道7，所述次流供气通道7设置阀门6；所述次流模块安装座3下部还设置安装法兰8；所述流道主体2径向尺寸为两侧大，中间小；如图1所示，位置14大于位置13的径向尺寸；位置12大于位置11的径向尺寸；所述中间径向尺寸最小处10为喉道截面；所述次流模块主体5的侧壁4材料为透明的石英玻璃，可以使用纹影仪等光学设备对气流的特性进行研究；所述次流模块主体5还设置调整块51，所述调整块51设置斜面9。
所述次流模块主体5规格不同，调整块51的规格也不同，可根据设计方案采用多种组合自由搭配。
次流模块主体5可以按试验需求布置，次流模块通过更换不同组别的调整件来实现流体参数调整，可以在0.3马赫至2.3马赫数范围内调整。
试验步骤
试验分为超音区汇流换热(在主流通道超音速区域内喷入超音速次流)和亚音区汇流换热(在主流通道亚音速区及设域内喷入超音速次流)两部分，通过调整次流出口处于主流通道不同轴向位置计不同组别的次流喷气试验件来实现各种组合的主、次流马赫数关系要求。
1、超音区汇流换热试验方案
①选定需要试验的次流马赫数与主流马赫数比值，例如在1.0～1.5之间；
②根据所述装置的承载能力和试验要求确定主流超音速马赫数，例如Ma＝1.3、Ma＝1.6；
③按照掺混比例值计算次流马赫数及结构尺寸，例如位置11处Ma＝1.3、位置12处Ma＝1.6；位置15为出口，该处Ma＝1.7；
④调整气源装置、所述装置达到试验要求；
⑤主流供气达到试验要求；
⑥次流按要求调整流量、供气频率等参数；
⑦待各项参数稳定后录取所需数据。
超音区汇流换热截面示意图见图5。
2、亚音区汇流换热试验方案
①选定需要试验的次流马赫数与主流马赫数比值，例如在1.0～1.5之间；
②根据所述装置的承载能力和试验要求确定主流超音速马赫数，例如Ma＝1.3、Ma＝1.6；
③按照掺混比例值计算次流马赫数及结构尺寸；例如，位置13处Ma＝0.8，位置14处Ma＝0.6；
④具体试验步骤与超音试验方案一致。
亚音区汇流换热截面示意图见图6。
Claims (2)
1.一种研究气流混合特性的装置的使用方法，其特征在于：所述装置包括进气段、流道主体；所述进气段与流道主体连接；所述流道主体设置多个次流模块安装座，所述次流模块安装座上安装次流模块主体；所述次流模块安装座下部设置次流供气通道，所述通道设置阀门；所述次流模块安装座下部还设置安装法兰；所述流道主体径向尺寸为两侧大，中间小；中间径向尺寸最小处为喉道截面；所述次流模块主体的侧壁材料为透明的石英玻璃；所述次流模块主体还设置调整块，所述调整块设置斜面；所述装置的使用方法如下：
①选定需要试验的次流马赫数与主流马赫数比值；
②根据所述装置的承载能力和试验要求确定主流超音速马赫数；
③按照掺混比例值计算次流马赫数及结构尺寸；
④调整气源装置、所述装置达到试验要求；
⑤主流供气达到试验要求；
⑥次流按要求调整流量、供气频率参数；
⑦待各项参数稳定后录取所需数据。
2.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于：所述次流模块主体的调整块规格不同，采用多种次流模块主体组合，自由搭配。
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