CN107817121B - 一种笛形管射流冲击曲面换热试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种笛形管射流冲击曲面换热试验装置，其供气笛形管通过笛形管定位组件、推杆连接组件与推杆电机的推杆顶端固定，推杆电机外壳两端由电机定位组件分别固定在底板和顶板上，4根紧固支撑杆穿出底板和顶板的安装孔固定，4根紧固定位杆穿出第一侧板和第二侧板的安装孔固定，射流曲面由垫片安装在第一侧板和第二侧板的共形曲面上，射流曲面定位组件安装在第一侧板表面。本发明试验装置能够对笛形管射流冲击曲面流动换热的特性进行深入研究，全面揭示笛形管结构参数、曲面曲率等因素对射流表面换热性能的影响，总结射流换热规律，对具有复杂曲率变化的飞机防冰腔表面的结构设计进行指导和性能评估。

Description

一种笛形管射流冲击曲面换热试验装置

技术领域

本发明涉及一种适用于飞机防除冰领域热气防冰系统笛形管射流形式的射流冲击曲面流动换热特性参数研究的试验装置，即，是一种笛形管射流冲击曲面换热试验装置。

背景技术

当飞机飞行时，由于过冷水滴的作用在一些部位常出现结冰现象，其中以机翼、尾翼、风档、空速管、螺旋桨、直升机旋翼、雷达罩、发动机进气道等前缘处最为常见。飞机表面结冰会引起飞机气动外形改变，导致阻力增大、重力增大、升力下降以及操作性和稳定性降低，这些极易造成飞机事故，严重地威胁着飞行安全。

热气防冰系统作为一种结构简单、可靠性高的防除冰手段，被广泛应用于商用飞机的机翼前缘和发动机进气道的防除冰。该系统将发动机处的高温高压空气通过笛形管输运到机翼不同位置，并通过其上小孔喷射到机翼表面，对表面加热。

由于热气防冰系统的热源来自发动机，研究提高热气防冰系统防冰效率的方法，有利于优化发动机引气的利用、降低能耗、提高发动机推力，并对热气防冰系统的设计有新的进展和突破。热气防冰系统效率的提高依赖于对热气防冰腔内流动及传热的深入研究。目前针对热气防冰腔流动传热的机理研究还不全面，尤其缺乏实验研究工作，使得国内对这一结构的设计与研制不得不依赖国外供应商。为了能尽快摆脱对国外技术的依赖，使我国能独立自主的研制热气防冰腔结构，相关实验工作的开展就非常重要。但考虑到热气防冰腔的前缘表面是连续变曲率的翼型结构，直接对现有防冰腔结构的优化研究具有较大局限性，应该更多的关注于射流冲击曲面流动换热的基础性研究，通过大量的基础研究，总结射流冲击换热规律及实验关联式，以丰富的基础理论为底蕴，才能在复杂防冰腔结构的设计中提出新的意见和思路，从而使我国能够真正意义上对热气防冰腔结构进行独立自主的研发。本发明公开一种笛形管射流冲击曲面换热试验装置，用于研究射流孔径、射流孔-射流表面距离、射流表面曲率、射流孔间距、射流孔周向布置角度、射流雷诺数等因素对射流表面换热性能的影响，总结射流换热规律，对具有复杂曲率变化的飞机防冰腔表面的结构设计进行指导和性能评估。

发明内容

本发明的目的是提供一种笛形管射流冲击曲面换热试验装置，该试验装置能够对笛形管射流冲击曲面流动换热的特性进行深入研究，从而全面揭示射流孔径、射流孔-射流表面距离、射流表面曲率、射流孔间距、射流孔周向布置角度、射流雷诺数等因素对射流表面换热性能的影响，总结射流换热规律，并对具有复杂曲率变化的飞机防冰腔表面的结构设计进行指导和性能评估。

本发明的一种笛形管射流冲击曲面换热试验装置，主要由笛形管装配组件(A)和射流曲面装配组件(B)两部分构成。笛形管装配组件(A)包括有供气笛形管(1)、笛形管定位组件(2)、推杆连接组件(3)、推杆电机(4)、顶板(5)、底板(6)、紧固支撑杆(7)、电机定位组件(8)；电机定位组件(8)分别安装在顶板(5)与底板(6)上；紧固支撑杆(7)安装在顶板(5)与底板(6)之间；射流曲面装配组件(B)包括有射流曲面(9)、垫片(10)、第一侧板(11)、第二侧板(12)、紧固定位杆(13)、射流曲面定位组件(14)；射流曲面(9)安装在第一垫片(1001)与第一侧板(11)、第二垫片(1004)与第二侧板(12)之间；紧固定位杆(13)安装在第一侧板(11)与第二侧板(12)之间；射流曲面定位组件(14)放置在顶板(5)的顶板上板面(51)上；

供气笛形管(1)为中空结构，即中部设有盲孔(101)；供气笛形管(1)的一端为堵头(102)；供气笛形管(1)的另一端为进气端(103)；供气笛形管(1)的管体(104)上设有射流孔(105)；供气笛形管(1)由笛形管定位组件(2)固定；

笛形管定位组件(2)包括有第一固定座(211)、定位簧片(219)、第二固定座(22)、第三固定座(23)和第四固定座(24)；所述第一固定座(211)的第一侧面(212)上设有第一紧固通孔(213)，第一底面(214)上设有第一定位通孔(215)用于与连接板(31)定位安装，定位面(216)设有第二紧固通孔(217)和第三紧固通孔(218)用于定位簧片(219)的安装；所述第二固定座(22)的第二侧面(221)上设有第四紧固通孔(222)，第二底面(223)上设有第二定位通孔(224)用于与连接板(31)定位安装；所述第三固定座(23)和第四固定座(24)结构与第二固定座(22)一致；第一固定座(211)与第二固定座(22)固定供气笛形管(1)一端；第三固定座(23)与第四固定座(24)固定供气笛形管(1)另一端；

推杆连接组件(3)包括连接板(31)和连接接头(32)；所述连接接头(32)的接头下表面(321)中心设有第二沉孔(322)用于放置推杆顶端(43)，接头柱面(323)设有第一通孔(324)和辅助定位螺纹孔(325)用于固定推杆顶端(43)，第一通孔(324)与推杆定位孔(44)用螺栓连接，接头上表面(326)设有第二安装螺纹孔(327)；所述连接板(31)的连接板下表面(311)中心设有第一沉孔(312)用于定位接头上表面(326)，连接板(31)设有第三定位通孔(313)和第四定位通孔(314)；连接板(31)与连接接头(32)通过第三定位通孔(313)与第二安装螺纹孔(327)安装；

推杆电机(4)包括电机外壳(41)和电机推杆(42)；电机推杆(42)的推杆顶端(43)设有推杆定位孔(44)；

电机定位组件(8)包括顶部电机套筒(81)和底部电机套筒(82)；所述顶部电机套筒(81)的中心设有第七通孔(811)，外部设有盘缘(812)；盘缘(812)上设有第五定位通孔(813)，顶部电机套筒(81)安装在顶板下板面(52)上；所述底部电机套筒(82)中心设有第八通孔(821)，套筒下表面(823)上设有第一安装螺纹孔(822)，底部电机套筒(82)安装在底板上板面(61)上；第七通孔(811)与第八通孔(821)用于推杆电机外壳(41)的两端穿过；

顶板(5)上设有第二通孔(53)、第三通孔(54)和第四通孔(55)；所述第一通孔(53)用于紧固支撑杆(7)的一端穿过；所述第二通孔(54)用于顶部电机套筒(81)的安装；所述第三通孔(55)用于推杆电机外壳(41)的一端穿过；

底板(6)上设有第五通孔(62)和第六通孔(63)；所述第五通孔(62)用于紧固支撑杆(7)的另一端穿过；所述第六通孔(63)用于底部电机套筒(82)的安装；

第一侧板(11)上设有第九通孔(1101)用于紧固定位杆(13)的一端穿过；第一侧板(11)上设有第七定位通孔(1102)用于安装射流曲面定位组件(14)；第一侧板(11)的第一曲面(1103)形状与射流曲面(9)的曲面上表面(91)形状一致；所述第一曲面(1103)上设有第三安装螺纹孔(1104)；

第二侧板(12)上设有第十通孔(121)用于紧固定位杆(13)的另一端穿过；第二侧板(12)的第二曲面(122)形状与射流曲面(9)的曲面上表面(91)形状一致；所述第二曲面(122)上设有第四安装螺纹孔(123)；

第一垫片(1001)的垫片上表面(1002)形状与射流曲面(9)的曲面下表面(92)形状相同；第一垫片(1001)上设有第六定位通孔(1003)；所述第一垫片(1001)用于将射流曲面(9)的一端安装在第一侧板(11)上；第二垫片(1004)的形状与第一垫片(1001)一致，用于将射流曲面(9)的另一端安装在第二侧板(12)上；

射流曲面定位组件(14)包括定位销(141)、螺旋千分尺(142)和定位触点(143)。所述定位销(141)上设有第十一通孔(1411)用于安装螺旋千分尺(142)；所述定位销(141)上设有第五安装螺纹孔(1412)用于定位销(141)安装在第一侧板(11)上；所述螺旋千分尺(142)为普通机械式千分尺；所述定位触点(143)设有第三沉孔(1431)，用于包裹测微螺杆(1421)的头部；所述定位触点(143)设有第一定位螺纹孔(1432)和第二定位螺纹孔(1433)，用于将定位触点(143)与测微螺杆(1421)的头部固定。

本发明笛形管射流冲击曲面换热试验装置的优点在于：

1)不同结构的供气笛形管(1)可通过笛形管定位组件(2)的安装，能够实现多个笛形管结构的射流冲击曲面流动换热特性测试，更换方便；

2)通过笛形管定位组件(2)与射流曲面定位组件(14)的配合，能够得到笛形管的射流孔(15)到射流曲面(9)的垂直距离，并由螺旋千分尺(142)精确读出；

3)通过改变推杆电机(4)中电机推杆(42)的行程，能够实现射流孔-曲面距离的连续控制，完成不同射流孔-曲面距离的射流冲击曲面流动换热特性测试；

4)更换第一侧板(11)、第二侧板(12)和垫片(10)，能够实现不同射流曲面(9)曲率的射流冲击曲面流动换热特性测试。

附图说明

图1是本发明笛形管射流冲击曲面换热试验装置的整体结构图。

图1A是本发中明笛形管装配组件的分解图。

图1B是本发中明射流曲面装配组件的分解图。

图2是本发明中供气笛形管的结构图。

图2A是本发明中供气笛形管的五种射流孔结构示意图。

图3是本发明中笛形管定位组件的结构图。

图4是本发明中推杆连接组件的结构图。

图5是本发明中推杆电机的结构图。

图6是本发明中顶板的结构图。

图7是本发明中底板的结构图。

图8是本发明中电机定位组件的结构图。

图9是本发明中射流曲面和垫片的结构图。

图10是本发明中第一侧板和第二侧板的结构图。

图11是本发明中射流曲面定位组件的结构图。

图12是本发明中射流孔-射流曲面距离调节电路示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，下面将结合附图及方案实例，对本发明做进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1、图1A、图1B所示，射流曲面9置于垫片10与第一侧板11和第二侧板12之间固定形状，再由紧固定位杆13连接第一侧板11和第二侧板12形成射流曲面装配组件B；供气笛形管1置于笛形管定位组件2内，笛形管定位组件2通过推杆连接组件3与推杆电机4的电机推杆42固定，再由电机定位组件8将推杆电机4固定在顶板5和底板6上，并由紧固支撑杆7连接顶板5和底板6形成笛形管装配组件A；笛形管装配组件A内设有定位簧片219，射流曲面装配组件B内有射流曲面定位组件14，通过两者的配合可实现射流孔-射流表面距离的精确测量及控制；试验时，高压热气流从供气笛形管1的进气端103进入，通过射流孔105高速喷射向射流曲面9，从而研究射流孔径、射流孔-射流表面距离、射流表面曲率、射流孔间距、射流孔周向布置角度、射流雷诺数等因素对射流表面换热性能的影响，总结射流换热规律，对具有复杂曲率变化的飞机防冰腔表面的结构设计进行指导和性能评估。本发明公开了一种能够对笛形管射流形式的射流冲击曲面流动换热特性的影响参数进行深入研究的试验装置。

参见图1、图1A、图1B所示，本发明设计的一种笛形管射流冲击曲面换热试验装置，所述试验装置由笛形管装配组件A和射流曲面装配组件B两部分构成。笛形管装配组件A包括有供气笛形管1、第一固定座211、定位簧片219、第二固定座22、第三固定座23、第四固定座24、连接板31、连接接头32、推杆电机4、顶板5、底板6、第一紧固支撑杆71、第二紧固支撑杆72、第三紧固支撑杆73、第四紧固支撑杆74、顶部电机套筒81、底部电机套筒82；射流曲面装配组件B包括有射流曲面9、第一垫片1001、第二垫片1004、第一侧板11、第二侧板12、第一紧固定位杆131、第二紧固定位杆132、第三紧固定位杆133、第四紧固定位杆134、定位销141、螺旋千分尺、定位触点143。

参见图2、图2A所示，供气笛形管1为中空结构，即中部设有盲孔101；供气笛形管1的一端为堵头102；供气笛形管1的另一端为进气端103。供气笛形管1为金属管，如不锈钢管、铸铁管等。供气笛形管1的管体104上设有射流孔105，射流孔105个数可为一个，也可为多个。供气笛形管1在圆周上设有不超过三排射流孔105，即供气笛形管1在周向上可以设置一排射流孔105、也可以设置两排射流孔105、或者三排射流孔105。射流孔105可以顺排排列，也可以叉排排列。参见图2A所示，a)为单排射流孔结构，b)为两排顺排射流孔结构，c)为两排插排射流孔结构，d)为三排顺排射流孔结构，e)为三排插排射流孔结构。射流孔105的孔型结构是圆柱形通孔，即圆孔结构，射流孔105的孔径记为d。供气笛形管1由笛形管定位组件2固定。

参见图3所示，笛形管定位组件2包括有第一固定座211、定位簧片219、第二固定座22、第三固定座23和第四固定座24。第三固定座23和第四固定座24结构与第二固定座22结构相同。四个固定座(即第一固定座211、第二固定座22、第三固定座23和第四固定座24)为金属材料，如铝合金、不锈钢等。定位簧片219为黄铜材料。第一固定座211与第二固定座22将供气笛形管1的一端固定在连接板31的一端上，第三固定座23与第四固定座24将供气笛形管1的另一端固定在连接板31的另一端上，同时保证供气笛形管1与连接板31永远平行。定位簧片219安装在第一固定座211上的定位面216上，并保证定位簧片219永远平行于连接板31，定位簧片219的上表面与供气笛形管1的上表面相切，定位簧片219的位置能够代表供气笛形管1所在位置。

参见图4所示，推杆连接组件3包括连接板31和连接接头32，为金属材料。所述连接接头32的接头下表面321中心设有第二沉孔322用于放置推杆顶端43，接头柱面323设有第一通孔324和辅助定位螺纹孔325用于固定推杆顶端43，第一通孔324与推杆定位孔44用螺栓连接，接头上表面326设有第二安装螺纹孔327；所述连接板31的连接板下表面311中心设有第一沉孔312用于定位接头上表面326，连接板31设有第三定位通孔313和第四定位通孔314；连接板31与连接接头32通过第三定位通孔313与第二安装螺纹孔327安装。推杆连接组件3将推杆电机4与供气笛形管1进行连接，使供气笛形管1永远垂直于推杆电机4。

参见图5所示，推杆电机(4)包括电机外壳(41)和电机推杆(42)；电机推杆(42)的推杆顶端(43)设有推杆定位孔(44)。推杆电机(4)为普通直筒式推杆电机，材料为铝合金，由24V电源驱动，两线制供电电路，正电极正方向运动，负电极负方向运动。

参见图1、图1A所示，四根紧固支撑杆7(即第一紧固支撑杆71、第二紧固支撑杆72、第三紧固支撑杆73、第四紧固支撑杆74)的结构相同，为金属材料。紧固支撑杆7的两端带有螺纹端，一端的螺纹用于穿过顶板5上的第一通孔53，另一端的螺纹用于穿过底板6上的第五通孔62，然后在螺纹段上套上垫片、螺母便实现了紧固支撑杆7的两端分别与顶板5和底板6的固定。四根紧固支撑杆的一端分别穿过顶板5四个角上的通孔，四根紧固支撑杆的另一端分别穿过底板6四个角上的通孔。通过四根紧固支撑杆7的安装，使顶板5和底板6永远保持平行。

参见图6所示，顶板5上设有第二通孔53、第三通孔54和第四通孔55；所述第一通孔53用于紧固支撑杆7的一端穿过；所述第二通孔54用于顶部电机套筒81的安装；所述第三通孔55用于推杆电机外壳41的一端穿过。顶板5的顶板上板面51为光滑平整版面，材料为金属材料，如铝板、不锈钢板等。

参见图7所示，底板6上设有第五通孔62和第六通孔63；所述第五通孔62用于紧固支撑杆7的另一端穿过；所述第六通孔63用于底部电机套筒82的安装。底板6材料为金属材料，如铝板、不锈钢板等。

参见图8所示，电机定位组件8包括顶部电机套筒81和底部电机套筒82，材料均为金属材料，如铝、不锈钢等。所述顶部电机套筒81的中心设有第七通孔811，外部设有盘缘812；盘缘812上设有第五定位通孔813，顶部电机套筒81安装在顶板下板面52上；所述底部电机套筒82中心设有第八通孔821，套筒下表面823上设有第一安装螺纹孔822，底部电机套筒82安装在底板上板面61上；第七通孔811与第八通孔821用于推杆电机外壳41的两端穿过。通过电机定位组件8的安装，可使推杆电机4的中心线与顶板5和底板6永远保持垂直。

参见图9、图1B所示，第一侧板11上设有第九通孔1101用于紧固定位杆13的一端穿过；第一侧板11上设有第七定位通孔1102用于安装射流曲面定位组件14；第一侧板11的第一曲面1103形状与射流曲面9的曲面上表面91形状一致；所述第一曲面1103上设有第三安装螺纹孔1104。第一侧板11为非金属的具有一定强度的耐高温(300度)的绝缘绝热的板材，如酚醛树脂板、有机玻璃板或者高温尼龙板等。

参见图9、图1B所示，第二侧板12上设有第十通孔121用于紧固定位杆13的另一端穿过；第二侧板12的第二曲面122形状与射流曲面9的曲面上表面91形状一致；所述第二曲面122上设有第四安装螺纹孔123。第二侧板12为非金属的具有一定强度的耐高温(300度)的绝缘绝热的板材，如酚醛树脂板、有机玻璃板或者高温尼龙板等。

参见图10、图1B所示，射流曲面9分为射流试验区94和非加热区95。所述射流试验区94为高速流体射流换热的区域，非加热区95用于将射流曲面9与第一侧板11和第二侧板12固定。射流曲面9的主体材料为非金属的具有一定强度的耐高温(300度)的绝缘材料，如聚酰亚胺膜；射流试验区94内有由金属材料均匀布置而成的加热丝，如康铜合金、铁铬铝合金等。射流曲面9的曲面直径记为D。在本发明中，为了实现不同射流曲面曲率对射流换热性能的影响试验，需要针对每一个射流曲面直径D更换第一侧板11和第二侧板12。更换第一侧板11和第二侧板12是因为第一侧板11的第一曲面1103和二侧板12的第二曲面122形状在射流曲面直径D变化时不同。所述射流曲面9的中心轴永远垂直于第一侧板11和第二侧板12。

参见图10、图1B所示，第一垫片1001的垫片上表面1002形状与射流曲面9的曲面下表面92形状相同；第一垫片1001上设有第六定位通孔1003；所述第一垫片1001用于将射流曲面9的一端安装在第一侧板11上；第二垫片1004的结构与第一垫片1001相同，用于将射流曲面9的另一端安装在第二侧板12上。垫片10为具有一定强度的金属薄片(3-5mm),如不锈钢薄片、铝片或者铁片等。

参见图1B所示，四根紧固定位杆13(即第一紧固定位杆131、第二紧固定位杆132、第三紧固定位杆133、第四紧固定位杆134)的结构相同，为金属材料。紧固定位杆13的两端带有螺纹端，一端的螺纹用于穿过第一侧板11上的第九通孔1101，另一端的螺纹用于穿过第二侧板12上的第十通孔121，然后在螺纹段上套上垫片、螺母便实现了紧固定位杆13的两端分别与第一侧板11和第二侧板12的固定。四根紧固定位杆的一端分别穿过第一侧板11四个角上的通孔，四根紧固定位杆的另一端分别穿过第二侧板12四个角上的通孔。通过四根紧固定位杆13的安装，使第一侧板11和第二侧板12永远保持平行。

参见图11所示，射流曲面定位组件14包括定位销141、螺旋千分尺142和定位触点143。定位销141为金属材料，如铝、不锈钢等；螺旋千分尺142为普通机械式千分尺；定位触点143为黄铜材料。所述定位销141上设有第十一通孔1411用于安装螺旋千分尺142；所述定位销141上设有第五安装螺纹孔1412用于定位销141安装在第一侧板11上；所述定位触点143设有第三沉孔1431，用于包裹测微螺杆1421的头部；所述定位触点143设有第一定位螺纹孔1432和第二定位螺纹孔1433，用于将定位触点143与测微螺杆1421的头部固定。

参见图1所示，射流曲面装配组件B放置在笛形管装配组件A顶板5的顶板上板面51上，使得供气笛形管1的中心线与射流曲面9的中心线平行，定位簧片219与定位触点143的定位表面1434平行且在垂直方向上可接触。在本发明中，对射流孔-射流曲面距离的精确控制由定位簧片219和定位触点143实现。试验时，将螺旋千分尺142调节到初始位置，使定位触点143的定位表面1434与射流曲面9的曲面下表面92在同一水平面上，并记录此时的螺旋千分尺142读数为H1；调节旋钮1422和微调旋钮1423，使螺旋千分尺142读数为H2；则定位触点143移动垂直距离为H＝H1–H2。在电机推杆42的推动下，供气笛形管1可在垂直方向上移动，当定位簧片219接触定位触点143的定位表面1434时，可得到射流孔-射流曲面距离H。

参见图12所示，采用半自动控制方式实现对射流孔-射流曲面距离的调节，即手动调节定位触点143在垂直方向的位置，再通过图12的控制电路实现供气笛形管1位置的移动。图12左边为电机供电电路，右边为电机限位电路，a点接定位触点143，b点接定位簧片，继电器开关K1为常闭开关。试验前，先将电源开关K打到负方向3位置，打开手动开关K0使供气笛形管1移动到垂直方向距离射流曲面9最远的位置；手动调节螺旋千分尺读数，改变定位触点143位置从而设置射流孔-射流曲面距离H；将电源开关K切换到正方向1位置，打开手动开关K0使推杆正向移动；待定位簧片219与定位触点143的定位表面1434接触，图12右边的电机限位电路工作，继电器使限位开关K1断开，电机停止移动，此时射流孔与射流曲面垂直距离为H。

本发明设计的一种笛形管射流冲击曲面换热试验装置，其零部件的装配关系为：供气笛形管1由笛形管定位组件2安装在连接板31上。连接板31与连接接头31安装，通过推杆定位孔44固定在推杆电机4的推杆顶端43。顶部电机套筒81安装在顶板5的顶板下板面52上，底部电机套筒82安装在底板6的底板上板面61上。推杆电机4的电机外壳42底部穿过底部电机套筒82，顶部穿过顶部电机套筒81和顶板5的第二通孔54；然后将四根紧固支撑杆7穿出顶板5和底板6的相应安装通孔，通过螺母紧固支撑杆，笛形管装配组件A安装完成。将四根紧固定位杆13穿出第一侧板11和第二侧板12的相应安装通孔，通过螺母紧固定位杆，实现第一侧板11和第二侧板12的定位安装。射流曲面9由第一垫片1001和第二垫片1004固定在第一侧板11和第二侧板12的共行曲面上。射流曲面定位组件14由第七定位通孔1102安装到第一侧板11上，射流曲面装配组件B安装完成。最后将射流曲面装配组件B放置在笛形管装配组件A顶板5的顶板上板面51上。

本发明设计的一种笛形管射流冲击曲面换热试验装置，能够快速实现不同供气笛形管与不同射流曲面在不同孔壁距、入射角度等条件下的射流流动换热试验。可用于研究射流孔径、射流孔-射流表面距离、射流表面曲率、射流孔间距、射流孔周向布置角度、射流雷诺数等因素对射流表面换热性能的影响，总结射流换热规律，并对具有复杂曲率变化的飞机防冰腔表面的结构设计进行指导和性能评估。

Claims (7)

1.一种笛形管射流冲击曲面换热试验装置，其主要特征在于：由笛形管装配组件(A)和射流曲面装配组件(B)两部分构成；笛形管装配组件(A)包括有供气笛形管(1)、笛形管定位组件(2)、推杆连接组件(3)、推杆电机(4)、顶板(5)、底板(6)、紧固支撑杆(7)、电机定位组件(8)；电机定位组件(8)分别安装在顶板(5)与底板(6)上；紧固支撑杆(7)安装在顶板(5)与底板(6)之间；射流曲面装配组件(B)包括有射流曲面(9)、垫片(10)、第一侧板(11)、第二侧板(12)、紧固定位杆(13)、射流曲面定位组件(14)；射流曲面(9)安装在第一垫片(1001)与第一侧板(11)、第二垫片(1004)与第二侧板(12)之间；紧固定位杆(13)安装在第一侧板(11)与第二侧板(12)之间；射流曲面定位组件(14)放置在顶板(5)的顶板上板面(51)上；

供气笛形管(1)为中空结构，即中部设有盲孔(101)；供气笛形管(1)的一端为堵头(102)；供气笛形管(1)的另一端为进气端(103)；供气笛形管(1)的管体(104)上设有射流孔(105)；供气笛形管(1)由笛形管定位组件(2)固定；

笛形管定位组件(2)包括有第一固定座(211)、定位簧片(219)、第二固定座(22)、第三固定座(23)和第四固定座(24)；所述第一固定座(211)的第一侧面(212)上设有第一紧固通孔(213)，第一底面(214)上设有第一定位通孔(215)用于与连接板(31)定位安装，定位面(216)设有第二紧固通孔(217)和第三紧固通孔(218)用于定位簧片(219)的安装；所述第二固定座(22)的第二侧面(221)上设有第四紧固通孔(222)，第二底面(223)上设有第二定位通孔(224)用于与连接板(31)定位安装；所述第三固定座(23)和第四固定座(24)结构与第二固定座(22)一致；第一固定座(211)与第二固定座(22)固定供气笛形管(1)一端；第三固定座(23)与第四固定座(24)固定供气笛形管(1)另一端；

推杆连接组件(3)包括连接板(31)和连接接头(32)；所述连接接头(32)的接头下表面(321)中心设有第二沉孔(322)用于放置推杆顶端(43)，接头柱面(323)设有第一通孔(324)和辅助定位螺纹孔(325)用于固定推杆顶端(43)，第一通孔(324)与推杆定位孔(44)用螺栓连接，接头上表面(326)设有第二安装螺纹孔(327)；所述连接板(31)的连接板下表面(311)中心设有第一沉孔(312)用于定位接头上表面(326)，连接板(31)设有第三定位通孔(313)和第四定位通孔(314)；连接板(31)与连接接头(32)通过第三定位通孔(313)与第二安装螺纹孔(327)安装；

推杆电机(4)包括电机外壳(41)和电机推杆(42)；电机推杆(42)的推杆顶端(43)设有推杆定位孔(44)；

电机定位组件(8)包括顶部电机套筒(81)和底部电机套筒(82)；所述顶部电机套筒(81)的中心设有第七通孔(811)，外部设有盘缘(812)；盘缘(812)上设有第五定位通孔(813)，顶部电机套筒(81)安装在顶板下板面(52)上；所述底部电机套筒(82)中心设有第八通孔(821)，套筒下表面(823)上设有第一安装螺纹孔(822)，底部电机套筒(82)安装在底板上板面(61)上；第七通孔(811)与第八通孔(821)用于推杆电机外壳(41)的两端穿过；

顶板(5)上设有第二通孔(53)、第三通孔(54)和第四通孔(55)；所述第一通孔(53)用于紧固支撑杆(7)的一端穿过；所述第二通孔(54)用于顶部电机套筒(81)的安装；所述第三通孔(55)用于推杆电机外壳(41)的一端穿过；

底板(6)上设有第五通孔(62)和第六通孔(63)；所述第五通孔(62)用于紧固支撑杆(7)的另一端穿过；所述第六通孔(63)用于底部电机套筒(82)的安装；

第一侧板(11)上设有第九通孔(1101)用于紧固定位杆(13)的一端穿过；第一侧板(11)上设有第七定位通孔(1102)用于安装射流曲面定位组件(14)；

第一侧板(11)的第一曲面(1103)形状与射流曲面(9)的曲面上表面(91)形状一致；所述第一曲面(1103)上设有第三安装螺纹孔(1104)；

第二侧板(12)上设有第十通孔(121)用于紧固定位杆(13)的另一端穿过；第二侧板(12)的第二曲面(122)形状与射流曲面(9)的曲面上表面(91)形状一致；所述第二曲面(122)上设有第四安装螺纹孔(123)；

第一垫片(1001)的垫片上表面(1002)形状与射流曲面(9)的曲面下表面(92)形状相同；第一垫片(1001)上设有第六定位通孔(1003)；所述第一垫片(1001)用于将射流曲面(9)的一端安装在第一侧板(11)上；第二垫片(1004)的形状与第一垫片(1001)一致，用于将射流曲面(9)的另一端安装在第二侧板(12)上；

射流曲面定位组件(14)包括定位销(141)、螺旋千分尺(142)和定位触点(143)；所述定位销(141)上设有第十一通孔(1411)用于安装螺旋千分尺(142)；所述定位销(141)上设有第五安装螺纹孔(1412)用于定位销(141)安装在第一侧板(11)上；所述螺旋千分尺(142)为普通机械式千分尺；所述定位触点(143)设有第三沉孔(1431)，用于包裹测微螺杆(1421)的头部；所述定位触点(143)设有第一定位螺纹孔(1432)和第二定位螺纹孔(1433)，用于将定位触点(143)与测微螺杆(1421)的头部固定。

2.根据权利要求1所述的笛形管射流冲击曲面换热试验装置，其特征在于：高压气流流经供气笛形管(1)从射流孔(105)流出冲击射流曲面换热。

3.根据权利要求1所述的笛形管射流冲击曲面换热试验装置，其特征在于：供气笛形管(1)在圆周上设有不超过三排的射流孔(105)；射流孔(105)在轴向上的分布形式可以是顺排排列，也可以是叉排排列；射流孔(105)为圆形通孔。

4.根据权利要求1所述的笛形管射流冲击曲面换热试验装置，其特征在于：供气笛形管(1)由笛形管定位组件(2)固定，通过更换供气笛形管(1)实现不同笛形管结构参数的射流换热试验。

5.根据权利要求1所述的笛形管射流冲击曲面换热试验装置，其特征在于：通过笛形管装配组件(A)和射流曲面装配组件(B)的安装，使供气笛形管(1)的中心线与射流曲面(9)的中心线平行，且供气笛形管(1)的位置可由定位簧片(219)表示，射流孔-射流曲面距离由定位簧片(219)和射流曲面定位组件(14)精确确定。

6.根据权利要求1所述的笛形管射流冲击曲面换热试验装置，其特征在于：通过推杆电机(4)实现供气笛形管(1)在垂直方向上的连续移动，从而实现射流孔-射流曲面距离参数变化的射流换热试验。

7.根据权利要求1所述的笛形管射流冲击曲面换热试验装置，其特征在于：通过更换不同第一侧板(11)、第二侧板(12)和垫片(10)实现不同射流曲面曲率参数变化的射流换热试验。