CN117490968B - 一种喷流模拟器整流装置及喷口设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于空气动力学技术领域,提供了一种喷流模拟器整流装置及喷口设计方法。其中,一种喷流模拟器整流装置,包括:整流壳,整流壳包括外整流壳和内整流壳,外整流壳具有第一容纳腔,内整流壳安装在第一容纳腔中;第一容纳腔与内整流壳之间形成驻室;内整流壳具有第二容纳腔;金属孔板,安装于第二容纳腔中,进入整流装置的气流通过驻室穿过金属孔板,通过控制金属孔板的通气面积来获得驻室所需的气流压力。本专利提供的喷流模拟器整流装置和喷口设计方法,通过对整流装置和喷口收缩曲面进行控制,能够有效提升喷流模拟器整流装置出口气流的均匀度,从而满足风洞试验要求。
Description
技术领域
本发明涉及空气动力学领域,尤其是涉及一种喷流模拟器整流装置及喷口设计方法。
背景技术
在一些特种试验空气动力学领域, 喷流模拟器整流装置是一种模拟飞行器的发动机喷流效应的试验装置,能够用于模拟发动机喷流对飞行器气动特性影响试验的研究。喷流模拟器整流装置通过高压气流驱动,高压气流经过供气控制系统、流量计、供气管路后,进入到喷流模拟器整流装置当中,经过喷流模拟器整流装置对高压气流经过整流后,由喷流模拟器整流装置的喷口排出,形成自由喷流,用于模拟发动机的喷流效应,但是在高压气流经过供气管路到达喷流模拟器整流装置过程中气流通常需要经过较大的角度偏转等,气流过快会造成气流不均匀。
喷流模拟器整流装置在设计时,不仅仅需要满足在进行试验所需的喷流压比、喷流速度等模拟指标要求,还必须保证喷流出口具有良好的均匀性。在喷流模拟器整流装置内流通道设计时,应该尽量避免在流道内出现流动分离、漩流等增加流场不均匀性流动现象,但是由于使用空间等因素限制,流动不均匀现象无法完全避免,通常需要采用整流装置对气流进行整流。喷流模拟器整流装置喷口直接用于喷流排气,位于整流装置下游和整个整流模拟器末端,需要保证喷口与整流后的气室间光滑过渡,避免发生流动分流,破坏喷流流场的均匀性。因此,整流装置设计和喷口设计对提高喷流模拟器整流装置出口流场均匀性具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种喷流模拟器整流装置及喷口设计方法,来解决现有技术中存在的上述技术问题,主要包括以下内容:
本申请一方面提供了一种喷流模拟器整流装置,包括:
整流壳,所述整流壳包括外整流壳和内整流壳,所述外整流壳具有第一容纳腔,所述内整流壳安装在所述第一容纳腔中;所述第一容纳腔与所述内整流壳之间形成驻室;所述内整流壳具有第二容纳腔;
金属孔板,安装于所述第二容纳腔中,进入整流装置的气流通过驻室穿过所述金属孔板,通过控制所述金属孔板的通气面积来获得所述驻室所需的气流压力。
进一步的为更好的实现本发明,特别采用下述设置结构:所述金属孔板的通气面积根据喷流模拟器整流装置的最大流量与驻室所需的气流压力计算获得,所述金属孔板的通气面积为:
,
其中,m为喷流模拟器整流装置的最大流量,K为系数,P为驻室所需气流压力,T为喷流模拟器整流装置的温度;q为临界函数,σ为金属孔板的通气面积。
进一步的为更好的实现本发明,特别采用下述设置结构:所述金属孔板上设置有多个通气孔,且通过所述金属孔板的通气面积可计算获得每个所述通气孔的直径。
进一步的为更好的实现本发明,特别采用下述设置结构:还包括第一金属泡沫板和第二金属泡沫板,所述第一金属泡沫板和所述第二金属泡沫板安装于所述第二容纳腔中,且所述第一金属泡沫板位于所述金属孔板的上方,所述第二金属泡沫板位于所述金属孔板的下方。
进一步的为更好的实现本发明,特别采用下述设置结构:所述第一金属泡沫板的孔隙率低于所述第二金属泡沫板的孔隙率。
进一步的为更好的实现本发明,特别采用下述设置结构:所述金属孔板与所述第二金属泡沫板之间设置有间隔距离,所述间隔距离根据穿过所述金属孔板的气流压力和到达所述第二金属泡沫板的气流压力计算获得。
进一步的为更好的实现本发明,特别采用下述设置结构:所述喷口部分位于所述第二容纳腔的下端,所述喷口具有喷气通道,所述喷气通道与所述第二容纳腔连通。
进一步的为更好的实现本发明,特别采用下述设置结构:所述喷气通道的内壁为曲面,所述曲面的包络线根据所述喷口的尺寸计算。
进一步的为更好的实现本发明,特别采用下述设置结构,所述包络线为:
,
其中,e为系数,h为常数,x为包络线上一点的纵坐标,y为包络线上一点的横坐标。
本申请另一方面提供了一种喷流模拟器整流装置的喷口设计方法,包括上述的喷流模拟器整流装置,其中,所述喷口设计方法包括如下步骤:
步骤S10:获取所述喷口的喷气通道的喷气端的喷气面积; 步骤S20:根据所述喷气面积计算所述喷气端的直径;
步骤S30:根据所述喷气端的直径获得所述喷气通道的进气端的直径以及所述喷口的长度;
步骤S40:根据所述喷气端的直径、所述喷气通道的进气端的直径、所述喷口的长度,计算获得所述喷气通道的内壁的包络线。
本发明相对于现有技术至少具有如下技术效果:
本申请提供的喷流模拟器整流装置,在内整流壳中设置金属孔板,且通过控制金属孔板的通气面积可以来提高驻室的压力,保证供气流量不变的情况下,实现减小气流速度的效果,进一步使得供气管路到喷流模拟器整流装置中即使经过较大的角度偏转,如直角弯等,气流以较慢的速度流过,气流稳定的通过,保证了喷流模拟器整流装置试验结果的准确性。
本申请中在金属孔板的上下位置对应设置了第一金属泡沫板和第二金属泡沫板,且第一金属泡沫板的孔隙率低于第二金属泡沫板的孔隙率,可以对进入整流装置的高压气流进行三次整流,更好地保证气流的稳定性。
本申请提供的喷口的设计方法,使得从第二金属泡沫板进入喷口的喷气通道时可以平滑过渡,避免了在两者的过渡处形成流动分离,影响喷流模拟器整流装置喷流的均匀度。
本申请提供的喷流模拟器整流装置和喷口设计方法,通过对整流装置和喷口收缩曲面进行控制,能够有效提升喷流模拟器整流装置喷口气流的均匀度,从而满足风洞试验要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中的喷流模拟器整流装置的结构示意图一;
图2是本发明中的内整流壳和外整流壳的结构示意图;
图3是本发明中的金属孔板的结构示意图;
图4是本发明中的金属孔板的剖视图结构示意图一;
图5是本发明中的金属孔板的剖视图结构示意图二;
图6是本发明中的喷口的剖视图结构示意图。
图中:10-整流壳;11-外整流壳;111-第一进气口;112-第一容纳腔;113-驻室;12-内整流壳;121-第二进气口;122-第二容纳腔;20-第一金属泡沫板;30-金属孔板;31-通气孔;311-第一通气孔;312-第二通气孔;40-第二金属泡沫板;50-喷口;51-喷气通道;60-第一支撑架;70-第二支撑架。
具体实施方式
以下的说明提供了许多不同的实施例、或是例子,用来实施本发明的不同特征。以下特定例子所描述的元件和排列方式,仅用来精简的表达本发明,其仅作为例子,而并非用以限制本发明。
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
发明人在研究中发现,相关技术中,喷流模拟器整流装置通过高压气流驱动,高压气流经过供气控制系统、流量计、供气管路后,进入到喷流模拟器整流装置当中,经过喷流模拟器整流装置对高压气流经过整流后,由喷流模拟器整流装置的喷口排出,形成自由喷流,用于模拟发动机的喷流效应,但是在高压气流经过供气管路到达喷流模拟器整流装置之后会出现问题:
在高压气流经过供气管路到达喷流模拟器整流装置过程中气流通常需要经过较大的角度偏转等,如直角弯等,如果气流过快会造成气流分离和不均匀等情况,因此必须降低供气管路中的气流速度,从而提高进入喷流模拟器整流装置中到驻室的气流速度。在保证对喷流模拟器整流装置供气流量不变的情况下,提高供气管路到驻室的压力,可以实现减小气流速度,然而提高驻室压力的方式只能通过控制金属孔板的通气面积来实现。鉴于此,本申请一方面提供了一种喷流模拟器整流装置,包括如下内容:
如图1-图6所示,整流壳10,所述整流壳10包括外整流壳11和内整流壳12,所述外整流壳11具有第一容纳腔112,所述内整流壳12安装在所述第一容纳腔112中;所述第一容纳腔112与所述内整流壳12之间形成驻室113;所述内整流壳12具有第二容纳腔122;
金属孔板30,安装于所述第二容纳腔122中,进入整流装置的气流通过驻室113穿过所述金属孔板30,通过控制所述金属孔板30的通气面积来获得所述驻室113所需的气流压力。
上述实施例中,在喷流模拟器整流装置上设置有第一进气口,高压气流经过供气控制系统、流量计、供气管路后,通过第一进气口可以进入到喷流模拟器整流装置中,示例性的,喷流模拟器整流装置中的整流壳10包括外整流壳11和内整流壳12,其中外整流壳11整体呈圆柱形,为中空结构,所述中空结构的空间形成第一容纳腔112,在外整流壳11的一侧设置有第一进气口111,第一进气口111和第一容纳腔112贯通。
同时,内整流壳12与外整流壳11的形状相适应,整体也呈圆柱形,内整流壳12也为中空结构,所述中空结构的空间形成第二容纳腔122,区别在内整流壳12嵌入第一容纳腔112的上端设置有第二进气口121,所述第二进气口121与第二容纳腔122连通。第二进气口121与第一容纳腔112连接处的空间形成驻室113,当高压气流通过第一进气口111进入第一容纳腔112之后到达驻室113,驻室113可以使高压气流慢慢达到稳定状态,然后再进入其他腔体之中进行整流。内整流壳12安装在第一容纳腔112中,内整流壳12与外整流壳11通过可拆卸的方式连接,便于分开对内整流壳12与外整流壳11进行维修更换。
本申请还包括金属孔板30,金属孔板30安装在内整流壳12的第二容纳腔122中,金属孔板30的形状与内整流壳12的第二容纳腔122的形状相适应。高压气流经过驻室113之后会穿过金属孔板30。高压气流到达驻室113的过程中通常需要经过较大角度偏转,如直角弯,如果速度过程会造成气流分离等问题,造成气流不均匀,因此通过控制金属孔板30的通气面积来提高驻室113的压力,进而保证供气流量不变的情况下,实现减小气流的速度。
示例性的,通过控制所述金属孔板30的通气面积来获得所述驻室113所需的气流压力,可以将金属孔板30的通气面积与驻室113不同的气流压力建立映射关系,不同的气流压力对应不同的通气面积,获取当前喷流模拟器整流装置中驻室113所需的气流压力,然后找到对应的通气面积的金属孔板30,针对不同的驻室113所需要不同的气流压力,只需要更换金属孔板30即可,使得本申请的喷流模拟器整流装置应用范围广,不要将全部部件替换掉。
因此,本申请提供的喷流模拟器整流装置,在内整流壳12中设置金属孔板30,且通过控制金属孔板30的通气面积可以来提高驻室113的压力,保证供气流量不变的情况下,实现减小气流速度的效果,进一步使得供气管路到喷流模拟器整流装置中即使经过较大的角度偏转,如直角弯等,气流以较慢的速度流过,气流稳定的通过,保证了喷流模拟器整流装置试验结果的准确性。
根据一些可选的实施例,所述金属孔板30的通气面积根据喷流模拟器整流装置的最大流量与驻室所需的气流压力计算获得,所述金属孔板30的通气面积为:
,
其中,m为喷流模拟器整流装置的最大流量,K为系数,P为驻室所需气流压力,T为喷流模拟器整流装置的温度;q为临界函数,σ为金属孔板的通气面积。
上述实施例中,在对喷流模拟器整流装置设计时,可以模拟最大流量m,m根据喷流模拟器整流装置需要模拟的压比,喷口50的压比,喷口50的截面积等参数计算得出;驻室113所需要的压力p可以按照相关公式进行计算获得,也可以根据经验值获得,如驻室113所需要的压力p为供气总压P0的0.9倍。
通过上述方式计算,可以准确的获知要金属孔板通气面积σ取值为多少时驻室113可以获得所需的气流压力,可以保证供气流量不变的情况下,实现减小气流的速度,使供气管路到喷流模拟器整流装置中即使经过较大的角度偏转,如直角弯等,气流以较慢的速度流过,气流稳定的通过,保证了喷流模拟器整流装置试验结果的准确性。
根据一些可选的实施例,所述金属孔板30上设置有多个通气孔31,且通过所述金属孔板30的通气面积可计算获得每个所述通气孔31的直径d。
上述实施例中,金属孔板30上设置有多个通气孔31,使通过驻室113的气流可以穿过金属孔板30,一方面为了使气流稳定的穿过金属孔板30,另一方面为了提高驻室113的压力。根据前述计算获得了金属孔板30的通气面积之后,可以根据总的通气面积计算出每个通气孔31的直径d,具体计算方法如下:
假设,金属孔板30上的通气孔31数量为n,通气孔31的直径为d,d的计算方法如下:
。
可选地,当获得通气孔31的直径后,通过通气孔31可以根据气流在金属孔板30上的穿过分布进行排布,如金属孔板30的中间区域可以将通气孔31布置的数量多一些,在远离中间区域的地方可以将通气孔31的数量逐渐减少。
本申请中可选地,通气孔31包括第一通气孔311,第二通气孔312,第一通气孔311的直径小于第二通气孔312的直径,且第一通气孔311与第二通气孔312贯通,第一通气孔311位于靠近驻室113的一侧。当经过驻室113的气流首先通过第一通气孔311进行整流后再经过第二通气孔312进行整流,可以使得穿过金属孔板30通气孔31的气流缓冲一下再进入后续的整流部件中,避免直接通过金属孔板30的气流没有缓冲直接流入到下一个整流部件时,会对该整流部件造成较大的冲击力,产生损伤、移位等问题。
根据一些可选的实施例,还包括第一金属泡沫板20和第二金属泡沫板40,所述第一金属泡沫板20和所述第二金属泡沫板40安装于所述第二容纳腔122中,且所述第一金属泡沫板20位于所述金属孔板30的上方,所述第二金属泡沫板40位于所述金属孔板30的下方。
进根据一些可选的实施例,所述第一金属泡沫板20的孔隙率低于所述第二金属泡沫板40的孔隙率。
上述实施例中,金属孔板30位于第一金属泡沫板20和第二金属泡沫板40之间,第一金属泡沫板20位于第二进气口121处。高压气流经过第一金属泡沫板20进行第一次整流,在通过金属孔板30对气流进行第二次整流,经过金属孔板30的气流会在通气孔31处形成多个圆形射流,圆形射流掺混后经过第二金属泡沫板40进行第三次整流,整流后的气流再经过一段距离掺混后,由喷口50喷出。
根据一些可选的实施例,所述金属孔板30与所述第二金属泡沫板40之间设置有间隔距离d1,所述间隔距离根据穿过所述金属孔板30的气流压力和到达所述第二金属泡沫板40的气流压力计算获得。
上述实施例中,高压气流经过金属孔板30的通气孔31之后会形成高速射流,这种高速射流的压力较大的话可能会冲击位于金属孔板30下方的第二金属泡沫板40,导致第二金属泡沫板40发生破损。为了减小经过金属孔板30之后形成的高速射流对第二金属泡沫板40的冲击,可以通过控制金属孔板30与第二金属泡沫板40之间的间距距离来实现,具体实现方法如下:
一种方法是获得高压气流闯过金属孔板30的气流压力P1和高压气流到达第二金属泡沫板40时其能承受的气流压力P2,然后根据P1和P2之间的函数关系计算获得所述金属孔板30与所述第二金属泡沫板40之间的间隔距离d1。P1和P2之间的函数关系如下所示:
。
另一种方法是根据经验值,根据射流动压衰减规律,射流经过20个射流直径衰减后,射流动压将达到最小值。即可以将所述金属孔板30与所述第二金属泡沫板40之间的间隔距离d1设置为d1=20d,来避免第二金属泡沫板40被射流冲击产生破损。
当第一金属泡沫板20、金属孔板30、第二金属泡沫板40依次在第二容纳腔122中安装到位后,在第二金属泡沫板40的下端面安装第一支撑架60,第一支撑架60用来支撑第一金属泡沫板20、金属孔板30、第二金属泡沫板40。在第一支撑架60的下端还设置有第二支撑架70,第二支撑架70一方面对位于其上端的部件起支撑作用,防止沿轴向发生位移;另一方面保证了从第二金属泡沫板40出来的射流在经过合适的距离后再从喷口50喷出。
根据一些可选的实施例,还包括喷口50,所述喷口50部分位于所述第二容纳腔122的下端,所述喷口50具有喷气通道51,所述喷气通道51与所述第二容纳腔122连通。
上述实施例中,喷口50可拆卸连接于内整流壳12上,方便更换。从第二金属泡沫板40出来的射流通过喷口50中的喷气通道51喷出外部。
根据一些可选的实施例,所述喷气通道51的内壁为曲面,所述曲面为沿喷气通道51轴线对称的三次函数曲线,所述曲面的包络线根据所述喷口50的尺寸计算。
根据一些可选的实施例,所述包络线为:
,
其中,e为系数,h为常数,x为包络线上一点的纵坐标,即沿喷口的轴线方向,y为包络线上一点的横坐标,即沿喷口的径向方向。
上述实施例中,喷口50部分安装在第二容纳腔122的下端,来实现所需要的喷流模拟。喷口50的出口面积通常根据所需要模拟的推进器尺寸进行等比例缩小,喷流模拟器整流装置通常采用大于喷口50出口面积的内径来提高气流的均匀度,因此需要设计合理的喷口50的喷气通道51的内壁形状,避免气流在进入喷气通道51时形成流动分离,影响喷流模拟器整流装置的均匀度。因此将喷气通道51的内壁设置为曲面,表面光滑,减小对气流的影响,为了更加最低限度降低对气流的影响,曲面的包络线可以根据上述方法计算获得。
在喷气通道51下端的中心建立x-y坐标系,如包络线有点A、B,每个点的坐标为A(b/2,0)、B(a/2,c)将其中a、b、c值为已知量,可以将A(b/2,0)、B(a/2,c)代入到包络线的计算方程中,计算出e和h,即可获得所需的包络线方程。
喷口50的出口面积通常根据所需要模拟的推进器尺寸进行等比例缩小,喷流模拟器整流装置通常采用大于喷口50出口面积的内径来提高气流的均匀度,因此需要设计合理的喷口50的喷气通道51的内壁形状,避免气流在进入喷气通道51时形成流动分离,影响喷流模拟器整流装置的均匀度。因此将喷气通道51的内壁设置为曲面,表面光滑,减小对气流的影响,为了更加最低限度降低对气流的影响,本申请提供了一种喷流模拟器整流装置的喷口设计方法,具体方法如下:
一种喷流模拟器整流装置的喷口设计方法,包括上述的喷流模拟器整流装置,其中,所述喷口50设计方法包括如下步骤:
步骤S10:获取所述喷口50的喷气通道51的喷气端的喷气面积,其中喷气口的面积根据所需要模拟的推进器尺寸来按照预设的比例进行缩小;步骤S20:根据所述喷气面积计算所述喷气端的直径b;
步骤S30:根据所述喷气端的直径b获得所述喷气通道51的进气端的直径a以及所述喷口50的长度c;其中a=t1b、c=t2b,t1和t2分别为系数。
步骤S40:根据所述喷气端的直径b、所述喷气通道51的进气端的直径a、所述喷口50的长度c,计算获得所述喷气通道51的内壁的包络线,具体计算方法如下:
所述包络线为:
,
其中,e为系数,h为常数,x为包络线上一点的纵坐标,即沿喷口的轴线方向,y为包络线上一点的横坐标,即沿喷口的径向方向。
同过上述喷口的设计方法,使得从第二金属泡沫板40进入喷口50的喷气通道51时可以平滑过渡,避免了在两者的过渡处形成流动分离,影响喷流模拟器整流装置喷流的均匀度。
因此,本专利提供的喷流模拟器整流装置和喷口设计方法,通过对整流装置和喷口收缩曲面进行控制,能够有效提升喷流模拟器整流装置喷口气流的均匀度,从而满足风洞试验要求。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外,需要指出的是,本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能,还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能,例如,可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法,并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外,参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种喷流模拟器整流装置,其特征在于,包括:
整流壳(10),所述整流壳(10)包括外整流壳(11)和内整流壳(12),所述外整流壳(11)具有第一容纳腔(112),所述内整流壳(12)安装在所述第一容纳腔(112)中;所述第一容纳腔(112)与所述内整流壳(12)之间形成驻室(113);所述内整流壳(12)具有第二容纳腔(122);
金属孔板(30),安装于所述第二容纳腔(122)中,进入整流装置的气流通过所述驻室(113)穿过所述金属孔板(30),通过控制所述金属孔板(30)的通气面积来获得所述驻室(113)所需的气流压力;
其中,外整流壳(11)整体呈圆柱形,为中空结构,所述中空结构的空间形成第一容纳腔(112),在外整流壳(11)的一侧设置有第一进气口(111),第一进气口(111)和第一容纳腔(112)贯通;内整流壳(12)与外整流壳(11)的形状相适应,整体也呈圆柱形,内整流壳(12)也为中空结构,所述中空结构的空间形成第二容纳腔(122),在内整流壳(12)嵌入第一容纳腔(112)的上端设置有第二进气口(121),所述第二进气口(121)与第二容纳腔(122)连通;第二进气口(121)与第一容纳腔(112)连接处的空间形成驻室(113),当高压气流通过第一进气口(111)进入第一容纳腔(112)之后到达驻室(113),驻室(113)可以使高压气流慢慢达到稳定状态,然后再进入其他腔体之中进行整流;
所述金属孔板(30)的通气面积根据喷流模拟器整流装置的最大流量与所述驻室(113)所需的气流压力计算获得,所述金属孔板(30)的通气面积为:
,
其中,m为喷流模拟器整流装置的最大流量,K为系数,P为驻室所需气流压力,T为喷流模拟器整流装置的温度;q为临界函数,σ为金属孔板的通气面积。
2.如权利要求1所述的喷流模拟器整流装置,其特征在于,所述金属孔板(30)上设置有多个通气孔(31),且通过所述金属孔板(30)的通气面积可计算获得每个所述通气孔(31)的直径。
3.如权利要求1所述的喷流模拟器整流装置,其特征在于,还包括第一金属泡沫板(20)和第二金属泡沫板(40),所述第一金属泡沫板(20)和所述第二金属泡沫板(40)安装于所述第二容纳腔(122)中,且所述第一金属泡沫板(20)位于所述金属孔板(30)的上方,所述第二金属泡沫板(40)位于所述金属孔板(30)的下方。
4.如权利要求3所述的喷流模拟器整流装置,其特征在于,所述第一金属泡沫板(20)的孔隙率低于所述第二金属泡沫板(40)的孔隙率。
5.如权利要求4所述的喷流模拟器整流装置,其特征在于,所述金属孔板(30)与所述第二金属泡沫板(40)之间设置有间隔距离,所述间隔距离根据穿过所述金属孔板(30)的气流压力和到达所述第二金属泡沫板(40)的气流压力计算获得。
6.如权利要求1所述的喷流模拟器整流装置,其特征在于,还包括喷口(50),所述喷口(50)部分位于所述第二容纳腔(122)的下端,所述喷口(50)具有喷气通道(51),所述喷气通道(51)与所述第二容纳腔(122)连通。
7.如权利要求6所述的喷流模拟器整流装置,其特征在于,所述喷气通道(51)的内壁为曲面,所述曲面的包络线根据所述喷口(50)的尺寸计算。
8.如权利要求7所述的喷流模拟器整流装置,其特征在于,所述包络线为:
,
其中,e为系数,h为常数,x为包络线上一点的纵坐标,y为包络线上一点的横坐标。
9.一种喷流模拟器整流装置的喷口设计方法,其特征在于,包括如权利要求8所述的喷流模拟器整流装置,其中,所述喷口(50)设计方法包括如下步骤:
步骤S10:获取所述喷口(50)的喷气通道(51)的喷气端的喷气面积; 步骤S20:根据所述喷气面积计算所述喷气端的直径b;
步骤S30:根据所述喷气端的直径b获得所述喷气通道(51)的进气端的直径a以及所述喷口(50)的长度c;其中,a=t1b、c=t2b,t1和t2分别为系数;
步骤S40:根据所述喷气端的直径、所述喷气通道(51)的进气端的直径、所述喷口(50)的长度,计算获得所述喷气通道(51)的内壁的包络线。
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