CN204964196U

CN204964196U - 液体发动机喷嘴液流试验测试装置

Info

Publication number: CN204964196U
Application number: CN201520683258.6U
Authority: CN
Inventors: 钟织富; 薛艳龙; 陈祥; 杜利亚; 钟震
Original assignee: Hubei Sanjiang Space Jiangbei Mechanical Engineering Co Ltd
Current assignee: Hubei Sanjiang Space Jiangbei Mechanical Engineering Co Ltd
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2025-09-02

Abstract

本实用新型公开了一种液体发动机喷嘴液流试验测试装置，通过调压阀将气源压力调到试验要求值，然后开启电磁截止阀；第二压力传感器实时测量喷嘴试验件进水端的压力，流量传感器实时测量喷嘴试验件的流量；第二压力传感器的压力数据和流量传感器的流量数据通过采集卡进行采集，根据采集卡采集数据的频率计算试验开断的时间；由控制终端对采集的数据和试验开断的时间进行保存、处理，计算出喷嘴试验件的流量系数。喷嘴压力、流量和试验时间通过传感器进行实时记录，形成相对应的数据曲线，同时减少压力表读数和水称重的操作，提高试验效率；利用控制终端对采集到的数据滤波、去毛刺等操作提高测试信号的精度，喷嘴液流试验测试误差≤2％。

Description

液体发动机喷嘴液流试验测试装置

技术领域

本实用新型涉及液体发动机喷嘴的液流试验测试技术领域，具体涉及一种液体发动机喷嘴液流试验测试装置。

背景技术

液体发动机喷嘴的作用一是将推进剂组元导入燃烧室并限定它们的流量，二是对燃烧室的工作过程进行有效的控制。所以推力室工作的好坏，很大程度上取决于喷嘴的设计。为验证喷嘴设计的合理性，需对喷嘴进行液流试验，液流试验对掌握推进剂在燃烧室的雾化效果、燃烧稳定性是非常有必要的。

现有喷嘴液流试验测试方法：由于单个喷嘴流量压力都较小，试验水源采取挤压式，喷嘴的流量测量采取称重的方式计算。

试验开始将气源压力调到额定值，用稳定的气源对试验水源采取挤压，然后开启电磁截止阀(电磁截止阀与时间延时继电器连接控制试验的开断)，由监控系统对压力表读数进行录像记录，将流过喷嘴的水重量与时间延时继电器的设置时间换算成单位时间的流量值。通过喷嘴在不同流量下的压力绘制流量压力曲线，计算喷嘴的流量系数。该方法存在压力表对于动态压力测量误差很大且不方便实时记录，通过时间延时继电器控制开断的时间与实际电磁截止阀开断的时间存在误差等问题。并且该试验方法得到的喷嘴流量系数与理论值相差30％，且试验稳定性不好，试验效率低。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述技术改进后的不足，提供一种能提高喷嘴液流试验效率和减小测试采集误差的液体发动机喷嘴液流试验测试装置。

为实现上述目的，本实用新型所设计的液体发动机喷嘴液流试验测试装置，包括气源、通过调压阀与所述气源相连的蓄水容器、与所述蓄水容器相连的电磁截止阀，以及与所述电磁截止阀连接的时间延时继电器和喷嘴试验件，所述蓄水容器与所述电磁截止阀之间设置有第一压力传感器，所述电磁截止阀与喷嘴试验件之间设置有第二压力传感器，所述喷嘴试验件的出水端设置有流量传感器，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述流量传感器均通过采集卡与控制终端相连，所述时间延时继电器与所述控制终端相连。

进一步地，所述第一压力传感器量程为0～6MPa、采样频率≥1kHz；所述第二压力传感器的量程为0～6MPa、采样频率≥1kHz。

进一步地，所述流量传感器量程为0～1000kg/h、采样频率≥1kHz。

进一步地，所述采集卡为NIPCI-6284的8通道采集卡，采集频率≥10kHz。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、喷嘴压力、流量和试验时间通过传感器进行实时记录，形成相对应的数据曲线，同时减少压力表读数和水称重的操作，提高试验效率；

2、利用控制终端对采集到的数据滤波、去毛刺等操作提高测试信号的精度，同时通过控制终端提高采集频率达到补偿测试误差的效果，喷嘴液流试验测试误差≤2％。

附图说明

图1为本实用新型液体发动机喷嘴液流试验测试装置的结构流程图。

图中各部件标号如下：气源1、调压阀2、蓄水容器3、第一压力传感器4、电磁截止阀5、第二压力传感器6、喷嘴试验件7、流量传感器8、时间延时继电器9、采集卡10、控制终端11。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示的液体发动机喷嘴液流试验测试装置，从右到左依次包括气源1、通过调压阀2与气源1相连的蓄水容器3、与蓄水容器3相连的电磁截止阀5、以及与电磁截止阀5连接的时间延时继电器9和喷嘴试验件7。蓄水容器3与电磁截止阀5之间设置有第一压力传感器4，第一压力传感器4实时测量蓄水容器3出水端的压力，电磁截止阀5与喷嘴试验件7之间设置有第二压力传感器6，第二压力传感器6实时测量喷嘴试验件7进水端的压力，喷嘴试验件7的出水端设置有流量传感器8，流量传感器8实时测量喷嘴试验件7的流量；第一压力传感器4、第二压力传感器6和流量传感器8均通过采集卡10与控制终端11相连，时间延时继电器9与控制终端11相连。

若第一压力传感器4实时测量蓄水容器3出水端的压力与试验要求值不符时，调节调压阀2，使蓄水容器3出水端的压力达到试验要求值。

本实施例中第一压力传感器4量程为0～6MPa、测量精度0.2％F·s、采样频率≥1kHz；第二压力传感器6的量程为0～6MPa、测量精度为0.2％F·s、采样频率≥1kHz；流量传感器量8程为0～1000kg/h、采样频率≥1kHz；采集卡10为NIPCI-6284的8通道采集卡，采集频率≥10kHz。

使用液体发动机喷嘴液流试验测试装置测试喷嘴试验件方法如下：

1)打开气源1，通过调压阀2将气源1压力调到试验要求值，用稳定的气源1对试验水源采取挤压，然后开启电磁截止阀2，电磁截止阀2与时间延时继电器9连接控制试验的开断；

2)第一压力传感器4实时测量蓄水容器3出水端的压力，第二压力传感器6实时测量喷嘴试验件7进水端的压力，流量传感器8实时测量喷嘴试验件7的流量；

3)第二压力传感器6的压力数据和流量传感器8的流量数据通过采集卡10进行采集，同时，根据采集卡10采集数据的频率计算试验开断的时间；

4)采集卡10将采集到的数据传输到控制终端11，控制终端11对采集数据进行实时图像显示，并通过控制终端11对数据进行滤波、去毛刺处理，计算出喷嘴试验件的流量系数；

流量系数计算公式如下：

C_{d} = q_{m} / A_{m} \sqrt{2 P_{0}}

其中：q_m为流量传感器实时测量喷嘴试验件水的流量，单位为g/S，A_m为喷嘴试验件截面积，单位为m²，P₀为第二压力传感器实时测量喷嘴试验件进水端的压力，单位为MPa。

下面是具体试验过程：

喷嘴试验件7共选取0.5～1.0MPa的压降，其中每0.1MPa取一个点进行试验，实际压力以测量为准。通过调压阀2将气源1压力调到试验要求值，然后开启电磁截止阀5；第二压力传感器6实时测量喷嘴试验件进水端的压力，流量传感器8实时测量喷嘴试验件的流量；第二压力传感器6的压力数据和流量传感器8的流量数据通过采集卡10进行采集，同时，根据采集卡10采集数据的频率计算试验开断的时间；由控制终端11对采集的数据和试验开断的时间进行保存、处理，计算出喷嘴试验件的流量系数；

喷嘴试验件试验结果及分析列表如下：

表1喷嘴试验件试验结果

其中1、2、3组测量采集频率为20Hz，4、5、6组测量采集频率为100Hz。

喷嘴试验件设计值为0.7MPa压降时，流量系数为0.8。实测结果，0.7MPa压降下，流量系数为0.796～0.808之间。设计结果与试验结果契合一致。

Claims

1.一种液体发动机喷嘴液流试验测试装置，包括气源(1)、通过调压阀(2)与所述气源(1)相连的蓄水容器(3)、与所述蓄水容器(3)相连的电磁截止阀(5)，以及与所述电磁截止阀(5)连接的时间延时继电器(9)和喷嘴试验件(7)，其特征在于：所述蓄水容器(3)与所述电磁截止阀(5)之间设置有第一压力传感器(4)，所述电磁截止阀(5)与喷嘴试验件(7)之间设置有第二压力传感器(6)，所述喷嘴试验件(7)的出水端设置有流量传感器(8)，所述第一压力传感器(4)、所述第二压力传感器(6)和所述流量传感器(8)均通过采集卡(10)与控制终端(11)相连，所述时间延时继电器(9)与所述控制终端(11)相连。

2.根据权利要求1所述的液体发动机喷嘴液流试验测试装置，其特征在于：所述第一压力传感器(4)量程为0～6MPa、采样频率≥1kHz；所述第二压力传感器(6)的量程为0～6MPa、采样频率≥1kHz。

3.根据权利要求1所述的液体发动机喷嘴液流试验测试装置，其特征在于：所述流量传感器(8)量程为0～1000kg/h、采样频率≥1kHz。

4.根据权利要求1所述的液体发动机喷嘴液流试验测试装置，其特征在于：所述采集卡(10)为NIPCI-6284的8通道采集卡，采集频率≥10kHz。