CN210571387U - 一种微型发动机试验用抗压力脉冲冷却导压管结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及流场压力测试技术领域，具体是一种微型发动机试验用抗压力脉冲冷却导压管结构，用于解决现有技术中测量微型发动机高温燃气的压力误差较大的问题。本实用新型包括导压管，所述导压管的外壁上均匀设置有多个散热片，所述导压管通过左连接件连接有压力缓冲腔，所述压力缓冲腔通过右连接件连接有测压管。本实用新型通过在导压管的外壁上设有多个散热片，散热片可以增加高温燃气的换热面积以增加散热，这样就可以减少导压管的长度，通过压力缓冲腔可以减少燃气的压力反射波，可以提高稳态压力测试的精度，从而可以减少测量微型发动机高温燃气的压力误差。
Description
技术领域
本实用新型涉及流场压力测试技术领域，更具体的是涉及一种微型发动机试验用抗压力脉冲冷却导压管结构。
背景技术
微型航空发动机是航空发动机技术发展的一个分支，具有尺寸小、推重比高、造价低廉和易于维护等优点，是微小型飞行器十分理想的一种新型推进装置，广泛地被应用在军事、气象、测量和防火等领域。发动机高温燃气的压力测量是发动机参数测量试验的重点内容，通过测量各截面稳态压力的大小可以评估各部件的性能是否达到设计要求，对发动机的状态评估、异常状况诊断和设计改进具有重要的指导意义。
由于微型航空发动机燃气温度较高，燃烧室出口稳态温度在900℃～1200℃，远超一般压力传感器的耐温极限，所以进行压力测量时都要以导压管将燃气引出进行冷却，然后再进行测量。现有技术的测量试验中，主要通过较长的引压管实现降温，高温被测工质经引压管后热量逐渐散失，工质温度最终降到传感器稳定运行所允许的最大工作温度以下。
但航空发动机内时刻进行着复杂的多场耦合反应，即使发动机转速不变时，燃气的压力也会在一定范围内不停波动。采用很长的引压管测量这种高频非稳态脉动流动工质，传感器所测量的压力信号与流体工质真实压力信号之间的幅频和相频特性将存在较大的差别，引压管越长测量误差越大，最后利用这种有较大误差的数据进行热力分析，难以对发动机状态进行合理的评估。因此，我们迫切的需要一种测量微型发动机高温燃气的压力误差更小的抗压力脉冲冷却导压管结构。
实用新型内容
基于以上问题，本实用新型提供了一种微型发动机试验用抗压力脉冲冷却导压管结构，用于解决现有技术中测量微型发动机高温燃气的压力误差较大的问题。本实用新型通过在导压管的外壁上设有多个散热片，散热片可以增加高温燃气的换热面积以增加散热，这样就可以减少导压管的长度，通过压力缓冲腔可以减少燃气的压力反射波，可以提高稳态压力测试的精度，从而可以减少测量微型发动机高温燃气的压力误差。
本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种微型发动机试验用抗压力脉冲冷却导压管结构，包括导压管，所述导压管的外壁上均匀设置有多个散热片，所述导压管通过左连接件连接有压力缓冲腔，所述压力缓冲腔通过右连接件连接有测压管。
工作原理：导压管的进气端连接高温压力探针出口，从发动机中引出的高温气体，流经导压管的过程中，高温气体一方面与导压管的管壁进行充分的热交换，另一方面与导压管外壁均布的散热片再与空气对流换热，可以快速的使燃气温度降低至压力传感器的耐受范围；降温后的气体再经过左连接件进入压力缓冲腔，燃气的压力反射波在压力缓冲腔内被消耗，压力平衡后的燃气再依次经右连接件、测压管到达压力传感器感受部，完成高温稳态压力的测量。
上述方案中，由于导压管的外壁上设有多个散热片，散热片可以增加高温燃气的换热面积以增加散热，这样就可以减少导压管的长度，而导压管的长度越短，对微型发动机高温燃气的压力测量误差就越小；通过压力缓冲腔可以减少燃气的压力反射波，可以提高燃气压力的稳定性，从而可以提高稳态压力测试的精度。
综上，通过上述技术方案可以减少测量微型发动机高温燃气的压力误差，从而可以更加容易的对发动机状态进行合理的评估。
作为一种优选的方式，所述左连接件包括相互连接的左密封机构和左转接管，所述左密封机构与导压管连接，所述左转接管与压力缓冲腔连接。
作为一种优选的方式，所述左密封机构包括左平嘴管和左外套螺母，所述左平嘴管的两端分别与导压管和左转接管连接，所述左外套螺母安装在左平嘴管和左转接管的外壁上。
作为一种优选的方式，所述左平嘴管包括相互成型为一体的左连接段和右连接段，所述左连接段的内径等于导压管的外径，所述导压管的一端安装在左连接段内，所述右连接段的内径与左转接管的内径相等，所述右连接段设有左斜面，所述左斜面与左转接管的端面相互贴合。
作为一种优选的方式，所述右连接件包括相互连接的右密封机构和右转接管，所述右密封机构与测压管连接，所述右转接管与压力缓冲腔连接。
作为一种优选的方式，所述右密封机构包括右平嘴管和右外套螺母，所述右平嘴管的两端分别与测压管和右转接管连接，所述右外套螺母安装在右平嘴管和右转接管的外壁上。
作为一种优选的方式，所述右平嘴管包括相互成型为一体的左连接部和右连接部，所述右连接部的内径等于测压管的外径，所述测压管的一端安装在右连接部内，所述左连接部的内径与右转接管的内径相等，所述左连接部设有右斜面，所述右斜面与右转接管的端面相互贴合。
作为一种优选的方式，所述散热片为金属片，所述金属片与导压管一体成型。
作为一种优选的方式，所述压力缓冲腔的纵截面积为导压管纵截面积的200倍。
作为一种优选的方式，所述导压管的材料为紫铜。
本实用新型的有益效果如下：
(1)本实用新型通过在导压管的外壁上设有多个散热片，散热片可以增加高温燃气的换热面积以增加散热，这样就可以减少导压管的长度，通过压力缓冲腔可以减少燃气的压力反射波，可以提高稳态压力测试的精度，从而可以减少测量微型发动机高温燃气的压力误差。
(2)本实用新型中通过一种简单易行的带散热片的导压管结构，可以更加有效的降低燃气温度，缩短导压管长度，完成高温流场的近端稳态压力测量，节省了试验空间，降低了试验成本。
(3)本实用新型中通过一种高温流体压力缓冲腔，减少动态压力反射波，使传递到压力感受部的燃气没有压力驻波，相对于以往动辄20m长的半无限长管，其消除反射波的能力更强，结构尺寸小的多，从而降低了试验难度、减少了试验费用。
(4)本实用新型中通过导压管降温后的气体首先进入左转接管，左转接管与导压管以左平管嘴加左外套螺母的结构进行连接，保证了气体进入压力缓冲腔内管道的密封性和连接的稳固性。
(5)本实用新型中从压力缓冲腔内出来的气体首先进入右转接管，右转接管与测压管以右平管嘴加右外套螺母的结构进行连接，保证了气体到达压力传感器感受部管道的密封性和连接的稳固性，从而可以提高测量微型发动机高温燃气压力的精度。
(6)本实用新型中散热片为金属片，金属片与导压管一体成型，金属片具有较好的热传递性，从而可以更加有效的在有限的管长下尽可能的增加散热面积，增强管壁对空间的对流传热和辐射传热，有效降低燃气温度。
(7)本实用新型中压力缓冲腔的纵截面积为导压管纵截面积的200倍，燃气在容积较大的压力缓冲腔中平衡压力，来源于发动机的压力反射波在此被消耗，燃气再由后端转接管引出，到达位于测压管的压力传感器感受部。
(8)本实用新型中导压管的材料为紫铜，紫铜材质的导压管管壁可以与燃气进行更加充分的热交换。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构简图；
图2为本实用新型的正面结构简图；
图3为本实用新型图2中A-A处的剖视结构简图；
图4为本实用新型左连接件的正面剖视结构简图；
图5为本实用新型左密封机构的正面剖视结构简图；
图6为本实用新型左平嘴管的正面剖视结构简图；
图7为本实用新型右连接件的正面剖视结构简图；
图8为本实用新型右密封机构的正面剖视结构简图；
图9为本实用新型右平嘴管的正面剖视结构简图；
附图标记：1导压管，11散热片，2左连接件，21左密封机构，211左平嘴管，2111左连接段，2112右连接段，21121左斜面，212左外套螺母，22左转接管，3压力缓冲腔，4右连接件，41右密封机构，411右平嘴管，4111右连接部，4112左连接部，41121右斜面，412右外套螺母，42右转接管，5测压管。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1：
如图1-3所示，一种微型发动机试验用抗压力脉冲冷却导压管结构，包括导压管1，导压管1的外壁上均匀设置有多个散热片11，导压管1通过左连接件2连接有压力缓冲腔3，压力缓冲腔3通过右连接件4连接有测压管5。
工作原理：导压管1的进气端连接高温压力探针出口，从发动机中引出的高温气体，流经导压管1的过程中，高温气体一方面与导压管1的管壁进行充分的热交换，另一方面与导压管1外壁均布的散热片11再与空气对流换热，可以快速的使燃气温度降低至压力传感器的耐受范围；降温后的气体再经过左连接件2进入压力缓冲腔3，燃气的压力反射波在压力缓冲腔3内被消耗，压力平衡后的燃气再依次经右连接件4、测压管5到达压力传感器感受部，完成高温稳态压力的测量。
上述方案中，由于导压管1的外壁上设有多个散热片11，散热片11可以增加高温燃气的换热面积以增加散热，这样就可以减少导压管1的长度，而导压管1的长度越短，对微型发动机高温燃气的压力测量误差就越小；通过压力缓冲腔3可以减少燃气的压力反射波，可以提高燃气压力的稳定性，从而可以提高稳态压力测试的精度。
综上，通过上述技术方案可以减少测量微型发动机高温燃气的压力误差，从而可以更加容易的对发动机状态进行合理的评估。
实施例2：
如图3-6所示，在上述实施例的基础上，本实施例给出了左连接件的一种优选机构。即左连接件2包括相互连接的左密封机构21和左转接管22，左密封机构21与导压管1连接，左转接管22与压力缓冲腔3连接。左密封机构21包括左平嘴管211和左外套螺母212，左平嘴管211的两端分别与导压管1和左转接管22连接，左外套螺母212安装在左平嘴管211和左转接管22的外壁上。通过导压管1降温后的气体首先进入左转接管22，左转接管22与导压管1以左平管嘴加左外套螺母212的结构进行连接，保证了气体进入压力缓冲腔3内管道的密封性和连接的稳固性。
优选的，左平嘴管211包括相互成型为一体的左连接段2111和右连接段2112，左连接段2111的内径等于导压管1的外径，导压管1的一端安装在左连接段2111内，右连接段2112的内径与左转接管22的内径相等，右连接段2112设有左斜面21121，左斜面21121与左转接管22的端面相互贴合。导压管1、左平嘴管211和左转接管22的内径均相同，以及左斜面21121与左转接管22的端面相互贴合，没有凸出面，这样从发动机中引出的高温气体可以更加流畅的进入压力缓冲腔3中。
其余部分与实施例1相同，故在此不作赘述。
实施例3：
如图3和图7-9所示，在实施例1的基础上，本实施例给出了右连接件的一种优选结构。即右连接件4包括相互连接的右密封机构41和右转接管42，右密封机构41与测压管5连接，右转接管42与压力缓冲腔3连接，右密封机构41包括右平嘴管411和右外套螺母412，右平嘴管411的两端分别与测压管5和右转接管42连接，右外套螺母412安装在右平嘴管411和右转接管42的外壁上。从压力缓冲腔3内出来的气体首先进入右转接管42，右转接管42与测压管5以右平管嘴加右外套螺母412的结构进行连接，保证了气体到达压力传感器感受部管道的密封性和连接的稳固性，从而可以提高测量微型发动机高温燃气压力的精度。
优选的，右平嘴管411包括相互成型为一体的左连接部4112和右连接部4111，右连接部4111的内径等于测压管5的外径，测压管5的一端安装在右连接部4111内，左连接部4112的内径与右转接管42的内径相等，左连接部4112设有右斜面41121，右斜面41121与右转接管42的端面相互贴合。右平嘴管411、右转接管42和侧压管的内径均相同，以及右斜面41121与右转接管42的端面相互贴合，没有凸出面，这样从压力缓冲腔3出来的平稳气体可以更加流畅的到达压力传感器感受部。
其余部分与实施例1相同，故在此不作赘述。
实施例4：
如图1-3所示，在实施例1的基础上，本实施例给出了有助于减少测量误差的几种优选结构。即散热片11为金属片，金属片与导压管1一体成型，金属片具有较好的热传递性，从而可以更加有效的在有限的管长下尽可能的增加散热面积，增强管壁对空间的对流传热和辐射传热，有效降低燃气温度。
有选的，压力缓冲腔3的纵截面积为导压管1纵截面积的200倍，燃气在容积较大的压力缓冲腔3中平衡压力，来源于发动机的压力反射波在此被消耗，燃气再由后端转接管引出，到达位于测压管5的压力传感器感受部。
优选的，导压管1的材料为紫铜，紫铜材质的导压管1管壁可以与燃气进行更加充分的热交换。
其余部分与实施例1相同，故在此不作赘述。
如上即为本实用新型的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种微型发动机试验用抗压力脉冲冷却导压管结构，包括导压管(1)，其特征在于：所述导压管(1)的外壁上均匀设置有多个散热片(11)，所述导压管(1)通过左连接件(2)连接有压力缓冲腔(3)，所述压力缓冲腔(3)通过右连接件(4)连接有测压管(5)。
2.根据权利要求1所述的一种微型发动机试验用抗压力脉冲冷却导压管结构，其特征在于：所述左连接件(2)包括相互连接的左密封机构(21)和左转接管(22)，所述左密封机构(21)与导压管(1)连接，所述左转接管(22)与压力缓冲腔(3)连接。
3.根据权利要求2所述的一种微型发动机试验用抗压力脉冲冷却导压管结构，其特征在于：所述左密封机构(21)包括左平嘴管(211)和左外套螺母(212)，所述左平嘴管(211)的两端分别与导压管(1)和左转接管(22)连接，所述左外套螺母(212)安装在左平嘴管(211)和左转接管(22)的外壁上。
4.根据权利要求3所述的一种微型发动机试验用抗压力脉冲冷却导压管结构，其特征在于：所述左平嘴管(211)包括相互成型为一体的左连接段(2111)和右连接段(2112)，所述左连接段(2111)的内径等于导压管(1)的外径，所述导压管(1)的一端安装在左连接段(2111)内，所述右连接段(2112)的内径与左转接管(22)的内径相等，所述右连接段(2112)设有左斜面(21121)，所述左斜面(21121)与左转接管(22)的端面相互贴合。
5.根据权利要求1所述的一种微型发动机试验用抗压力脉冲冷却导压管结构，其特征在于：所述右连接件(4)包括相互连接的右密封机构(41)和右转接管(42)，所述右密封机构(41)与测压管(5)连接，所述右转接管(42)与压力缓冲腔(3)连接。
6.根据权利要求5所述的一种微型发动机试验用抗压力脉冲冷却导压管结构，其特征在于：所述右密封机构(41)包括右平嘴管(411)和右外套螺母(412)，所述右平嘴管(411)的两端分别与测压管(5)和右转接管(42)连接，所述右外套螺母(412)安装在右平嘴管(411)和右转接管(42)的外壁上。
7.根据权利要求6所述的一种微型发动机试验用抗压力脉冲冷却导压管结构，其特征在于：所述右平嘴管(411)包括相互成型为一体的左连接部(4112)和右连接部(4111)，所述右连接部(4111)的内径等于测压管(5)的外径，所述测压管(5)的一端安装在右连接部(4111)内，所述左连接部(4112)的内径与右转接管(42)的内径相等，所述左连接部(4112)设有右斜面(41121)，所述右斜面(41121)与右转接管(42)的端面相互贴合。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种微型发动机试验用抗压力脉冲冷却导压管结构，其特征在于：所述散热片(11)为金属片，所述金属片与导压管(1)一体成型。
9.根据权利要求1-7任一项所述的一种微型发动机试验用抗压力脉冲冷却导压管结构，其特征在于：所述压力缓冲腔(3)的纵截面积为导压管(1)纵截面积的200倍。
10.根据权利要求1-7任一项所述的一种微型发动机试验用抗压力脉冲冷却导压管结构，其特征在于：所述导压管(1)的材料为紫铜。
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Cited By (2)
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| CN114459768A (zh) * | 2022-02-09 | 2022-05-10 | 绵阳诺达佳工业控制技术有限公司 | 一种发动机地面流场测试装置 |
| CN115389213A (zh) * | 2022-10-26 | 2022-11-25 | 南京理工大学 | 冲压发动机用水冷多通道高温燃气压力测量装置及方法 |
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| CN114459768B (zh) * | 2022-02-09 | 2023-11-14 | 绵阳诺达佳工业控制技术有限公司 | 一种发动机地面流场测试装置 |
| CN115389213A (zh) * | 2022-10-26 | 2022-11-25 | 南京理工大学 | 冲压发动机用水冷多通道高温燃气压力测量装置及方法 |
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