CN110823501B - 一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰 - Google Patents
一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110823501B CN110823501B CN201911133066.7A CN201911133066A CN110823501B CN 110823501 B CN110823501 B CN 110823501B CN 201911133066 A CN201911133066 A CN 201911133066A CN 110823501 B CN110823501 B CN 110823501B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- flange
- cooling
- optical
- test
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 9
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
- G01M9/06—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L23/00—Flanged joints
- F16L23/02—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially
- F16L23/032—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially characterised by the shape or composition of the flanges
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰。该水冷光学测试法兰在水冷测试法兰的基础上进行了改进，在水冷测试法兰的测试接头上连接光学接头；光学接头的轴线上设置有光学玻璃，光学玻璃的两侧安装有靠近法兰的内密封圈和远离法兰的外密封圈，光学玻璃、内密封圈和外密封圈外套装有套螺母，套螺母的前端通过螺纹连接在测试接头上，套螺母的后端插入光纤。该水冷光学测试法兰结构简单，可靠性强，能够将压力高达10MPa、温度高达9000K的高超声速低密度风洞稳定段的高温高压气体产生的光引出至光学测量仪器上，为测量提供了设备基础。
Description
技术领域
本发明属于高超声速风洞试验技术领域，具体涉及一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰。
背景技术
在高超声速风洞，特别是高超声速低密度风洞和电弧风洞等高温高压风洞设备中，稳定段内的气体是高温高压气体，测量稳定段内气体的发射光谱或吸收光谱时，需要安装专用的水冷光学测试法兰，由于水冷光学测试法兰位于稳定段和喷管入口之间位置，在满足测量要求的基础上，必须尽量减少水冷测试法兰对高温高压气体参数的影响。
当前，亟需发展一种专用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰。
本发明的用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰，其特点是，所述的水冷光学测试法兰包括水冷接头、法兰、直水道、环形水道、测试接头和光学接头；
所述的法兰为一个圆环，圆环中心的空腔用于通过高超声速低密度风洞气流，在圆环的环壁内，设置有环形水道，在环形水道上开有均布的2m个垂直于环形水道的直水道，m≥1，直水道上连接有水冷接头，m个水冷接头外接冷却水进水管道，另外m个与冷却水进水管道一一对应的对称的水冷接头外接冷却水出水管道；在环形水道上还开有均布的2n个垂直于环形水道的通孔，n≥1，通孔上连接有测试接头，测试接头连接光学接头；
所述的法兰的圆环的环壁上均布有用于连接固定高超声速低密度风洞稳定段的螺栓孔，在圆环的环壁外表面一侧设置有凸台，另一侧设置有对应的凹台，凸台上开有环形密封槽，环形密封槽内安装有密封圈，凸台和凹台用于水冷测试法兰与高超声速低密度风洞稳定段连接时的定位和密封；
所述的法兰的圆环厚度范围为20mm～50mm；
所述的光学接头的轴线上设置有光学玻璃，光学玻璃的两侧安装有靠近法兰的内密封圈和远离法兰的外密封圈，光学玻璃、内密封圈和外密封圈外套装有套螺母，套螺母的前端通过螺纹连接在测试接头上，套螺母的后端插入光纤。
所述的水冷接头的进水压力范围为1MPa～5MPa。
所述的法兰的数量为N个，N≥1。
所述的水冷接头、法兰和测试接头的材质为不锈钢。
所述的内密封圈和外密封圈为铜密封圈或碳纤维密封圈。
所述的光学玻璃的材料为白宝石或蓝宝石。
本发明的用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰采用夹层水冷方式，测试接头内的测试管道置于水冷夹层之间，测试管道的对称布置保证了环形水道内的水流均匀，解决了水冷光学测试法兰测试口烧损问题，采用白宝石或蓝宝石作为光学玻璃提高了承压能力，能够将压力高达10MPa、温度高达9000K的高超声速低密度风洞稳定段的高温高压气体产生的光引出至光学测量仪器上，为测量提供了设备基础。
本发明的用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰能够拓展应用于其他高温高压管道的光路引出及观察。
附图说明
图1为本发明的用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰的结构示意图(主视图)；
图2为本发明的用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰的结构示意图(侧视图)；
图3为本发明的用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰中的光学接头结构示意图。
图中，1.水冷接头 2.法兰 3.直水道 4.环形水道 5.测试接头 6.光学接头；
61.套螺母 62.内密封圈 63.光学玻璃 64.光纤 65.外密封圈。
具体实施方案
下面结合附图详细说明本发明。
实施例1
本实施例的m＝1，n＝1，N＝1，即水冷接头1的数量为2个，测试接头5的数量为2个，法兰2的数量为1个。
如图1、图2所示，本实施例的用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰，其特征在于，所述的水冷光学测试法兰包括水冷接头1、法兰2、直水道3、环形水道4、测试接头5和光学接头6；
所述的法兰2为一个圆环，圆环中心的空腔用于通过高超声速低密度风洞气流，在圆环的环壁内，设置有环形水道4，在环形水道4上开有均布的2m个垂直于环形水道4的直水道3，m≥1，直水道3上连接有水冷接头1，m个水冷接头1外接冷却水进水管道，另外m个与冷却水进水管道一一对应的对称的水冷接头1外接冷却水出水管道；在环形水道4上还开有均布的2n个垂直于环形水道4的通孔，n≥1，通孔上连接有测试接头5，测试接头5连接光学接头6；
所述的法兰2的圆环的环壁上均布有用于连接固定高超声速低密度风洞稳定段的螺栓孔，在圆环的环壁外表面一侧设置有凸台，另一侧设置有对应的凹台，凸台上开有环形密封槽，环形密封槽内安装有密封圈，凸台和凹台用于水冷测试法兰与高超声速低密度风洞稳定段连接时的定位和密封；
所述的法兰2的圆环厚度范围为20mm～50mm；
所述的光学接头6的轴线上设置有光学玻璃63，光学玻璃63的两侧安装有靠近法兰2的内密封圈62和远离法兰2的外密封圈65，光学玻璃63、内密封圈62和外密封圈65外套装有套螺母61，套螺母61的前端通过螺纹连接在测试接头5上，套螺母61的后端插入光纤64。
所述的水冷接头1的进水压力范围为1MPa～5MPa。
所述的法兰2的数量为N个，N≥1。
所述的水冷接头1、法兰2和测试接头5的材质为不锈钢。
所述的内密封圈62和外密封圈65为铜密封圈或碳纤维密封圈。
所述的光学玻璃63的材料为白宝石或蓝宝石。
如果需要测量发射光谱，将一个光学接头6用盲板堵上，另外一个光学接头6的光纤64连接外接的光谱仪，通过CCD相机获得发射光谱图。
如果需要测量吸收光谱，将一个光学接头6的光纤64连接外接的激光器，激光器提供入射光源；另外一个光学接头6的光纤64连接外接的光谱仪，通过CCD相机获得吸收光谱图。
根据试验需求，可以将2个以上的法兰2通过凸台和凹台装配叠加使用，使得N＞1；也可以在每个法兰2上增加水冷接头1，使得m＞1；还可以在每个法兰2上增加测试接头5，使得n＞1。
Claims (6)
1.一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰，其特征在于，所述的水冷光学测试法兰包括水冷接头(1)、法兰(2)、直水道(3)、环形水道(4)、测试接头(5)和光学接头(6)；
所述的法兰(2)为一个圆环，圆环中心的空腔用于通过高超声速低密度风洞气流，在圆环的环壁内，设置有环形水道(4)，在环形水道(4)上开有均布的2m个垂直于环形水道(4)的直水道(3)，m≥1，直水道(3)上连接有水冷接头(1)，m个水冷接头(1)外接冷却水进水管道，另外m个与冷却水进水管道一一对应的对称的水冷接头(1)外接冷却水出水管道；在环形水道(4)上还开有均布的2n个垂直于环形水道(4)的通孔，n≥1，通孔上连接有测试接头(5)，测试接头(5)连接光学接头(6)；
所述的法兰(2)的圆环的环壁上均布有用于连接固定高超声速低密度风洞稳定段的螺栓孔，在圆环的环壁外表面一侧设置有凸台，另一侧设置有对应的凹台，凸台上开有环形密封槽，环形密封槽内安装有密封圈，凸台和凹台用于水冷测试法兰与高超声速低密度风洞稳定段连接时的定位和密封；
所述的法兰(2)的圆环厚度范围为20mm～50mm；
所述的光学接头(6)的轴线上设置有光学玻璃(63)，光学玻璃(63)的两侧安装有靠近法兰(2)的内密封圈(62)和远离法兰(2)的外密封圈(65)，光学玻璃(63)、内密封圈(62)和外密封圈(65)外套装有套螺母(61)，套螺母(61)的前端通过螺纹连接在测试接头(5)上，套螺母(61)的后端插入光纤(64)。
2.根据权利要求1所述的用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰，其特征在于，所述的水冷接头(1)的进水压力范围为1MPa～5MPa。
3.根据权利要求1所述的用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰，其特征在于，所述的法兰(2)的数量为N个，N≥1。
4.根据权利要求1所述的用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰，其特征在于，所述的水冷接头(1)、法兰(2)和测试接头(5)的材质为不锈钢。
5.根据权利要求1所述的用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰，其特征在于，所述的内密封圈(62)和外密封圈(65)为铜密封圈或碳纤维密封圈。
6.根据权利要求1所述的用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰，其特征在于，所述的光学玻璃(63)的材料为白宝石或蓝宝石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911133066.7A CN110823501B (zh) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | 一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911133066.7A CN110823501B (zh) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | 一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110823501A CN110823501A (zh) | 2020-02-21 |
| CN110823501B true CN110823501B (zh) | 2024-03-19 |
Family
ID=69556655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911133066.7A Active CN110823501B (zh) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | 一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110823501B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112727860B (zh) * | 2020-12-22 | 2022-04-01 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种用于高超声速风洞高马赫数型面喷管水冷喉道的结构 |
| CN113252282B (zh) * | 2021-06-23 | 2021-10-08 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 风洞闭口实验段窗口观测装置及其应用 |
| CN114018535A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-02-08 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种组合式大流量混合稳压室 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011088426A1 (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-21 | Skyventure International Ltd | Wind tunnel turning vane heat exchanger |
| CN105890863A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-24 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种高超声速风洞喷管出口段水冷装置 |
| CN106568568A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-04-19 | 北京航天长征飞行器研究所 | 一种高温燃气流超声速风洞试验系统 |
| CN108663190A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-10-16 | 中国人民解放军国防科技大学 | 基于高超声速脉冲风洞的瞬态波前测试平台及系统 |
| CN109163875A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-01-08 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种用于等离子体风洞的水冷式试验装置 |
| CN210533666U (zh) * | 2019-11-15 | 2020-05-15 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰 |
-
2019
- 2019-11-15 CN CN201911133066.7A patent/CN110823501B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011088426A1 (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-21 | Skyventure International Ltd | Wind tunnel turning vane heat exchanger |
| CN105890863A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-24 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种高超声速风洞喷管出口段水冷装置 |
| CN106568568A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-04-19 | 北京航天长征飞行器研究所 | 一种高温燃气流超声速风洞试验系统 |
| CN108663190A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-10-16 | 中国人民解放军国防科技大学 | 基于高超声速脉冲风洞的瞬态波前测试平台及系统 |
| CN109163875A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-01-08 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种用于等离子体风洞的水冷式试验装置 |
| CN210533666U (zh) * | 2019-11-15 | 2020-05-15 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| M6高超声速静风洞的气动设计和结构研究;周勇为;易仕和;陈植;陆小革;葛勇;;国防科技大学学报;20110628(03);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110823501A (zh) | 2020-02-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110823501B (zh) | 一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰 | |
| CN110715789A (zh) | 一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷聚光光纤探针 | |
| CN103812073A (zh) | 在电气电缆与柔性金属导管之间用于高温、高振动环境的密封 | |
| CN210860194U (zh) | 一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷测试法兰 | |
| CN210533666U (zh) | 一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰 | |
| CN217484676U (zh) | 一种高温真空相机防护壳 | |
| CN103104768A (zh) | 燃气输送用不锈钢波纹软管连接装置 | |
| CN108801563A (zh) | 氦泄漏检测用夹具、氦泄漏检测设备及方法 | |
| CN112728248A (zh) | 自带泄漏测试功能绝缘密封垫片 | |
| CN106731918B (zh) | 一种分段组合式混合室 | |
| CN210533665U (zh) | 一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷聚光光纤探针 | |
| CN110762305A (zh) | 一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷测试法兰 | |
| CN107806537B (zh) | 低温传输管线 | |
| CN103994082B (zh) | 一种离心泵内部非稳定流动可视化实验装置 | |
| CN103090985B (zh) | 贯穿高温高压氦气压力壳的铠装热电偶组件 | |
| US10393293B2 (en) | Coupling to be crimped onto at least one pipe, set of pipes including such a coupling, and method for assembling a pipe with such a coupling | |
| CN104514927B (zh) | 一种易拆卸的压差测量结构 | |
| CN108827408B (zh) | 一种大深度水下油气多相流量计 | |
| CN113063920B (zh) | 一种带整波器和光学观察窗的小尺寸变截面矩形爆轰管 | |
| CN211575562U (zh) | 一种应用于电弧加热设备的水冷光学测量压缩片 | |
| CN217930744U (zh) | 一种天然气管道排污阀引流夹持工装 | |
| CN202597979U (zh) | 卡钳法兰焊接式波纹管 | |
| CN211853089U (zh) | 管道连接装置 | |
| CN212793534U (zh) | 用于激光加工设备的光路密封结构和激光加工装置 | |
| CN114136890B (zh) | 一种适用于空芯毛细管液体光谱传感的适配装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |