CN212804757U - 一种高速大流量排气喷流降速装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种高速大流量排气喷流降速装置，用于降低航空发动机的喷口下游产生的气动噪声，装置包括：排气降速筒，排气降速筒包括与排气管道共轴线设置的直筒段和固定在直筒段末端的锥形段，直筒段和锥形段上设有多个沿气流排气方向的排气孔；多个拉杆架，以轴线均布的设置在排气降速筒与排气管道之间的间隙内，且分别与排气降速筒与排气管道连接；安装固定环，安装固定环包括安装环和多个支板，安装环套在直筒段的外侧，支板连接安装环和排气管道以支撑排气降速筒。本申请的排气喷流降速装置从喷口噪声产生的源头出发，在喷口排气下游距离喷口较近位置处对排气喷流进行降速处理的装置，通过有效降低高速喷流的速度来降低气动噪声。
Description
技术领域
本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种高速大流量排气喷流降速装置。
背景技术
在航空发动机喷口试验时，随着喷口落压比的提高，流经喷口的流量增大，排气气流速度增大，试验中喷口排气流量可达到50kg/s以上，排气气流速度可达到400m/s以上。这样的高速、大流量排气会产生较大的气动噪声。
目前，进行排气降速的装置多为排气消音塔，气体通过排气消音塔时气流速度大为降低，对气体进行处理后排放至大气环境中去。排气消音塔是试验器排气气流通过的终端环节，气流从喷口喷出位置至进入排气消音塔中间至少有十几米长的气流管道，气体流经这段管道时的流速仍然较高，也会产生较大的气动噪声。
发明内容
本申请的目的是提供了一种高速大流量排气喷流降速装置，以解决上述任一问题。
本申请的技术方案是：一种高速大流量排气喷流降速装置，用于降低航空发动机的喷口下游产生的气动噪声，所述装置包括：
排气降速筒，所述排气降速筒包括与排气管道共轴线设置的直筒段和固定在直筒段末端的锥形段，所述直筒段和锥形段上设有多个沿气流排气方向的排气孔；
多个拉杆架，以所述轴线均布的设置在排气降速筒与排气管道之间的间隙内，且分别与所述排气降速筒与排气管道连接；
安装固定环，安装固定环包括安装环和多个支板，所述安装环套在所述直筒段的外侧，支板连接所述安装环和排气管道以支撑所述排气降速筒。
在本申请一实施方案中，所述拉杆架包括固定座和支撑拉杆，所述固定座与排气管道的内壁焊接，所述支撑拉杆一端连接所述固定座、另一端连接所述排气降速筒。
在本申请一实施方案中，所述拉杆架沿气流流向设置于所述排气降速筒的进气端。
在本申请一实施方案中，所述支撑拉杆与气流流向成预设角度。
在本申请一实施方案中，所述排气降速筒的直筒段外侧固定有定位环，所述定位环用于与所述安装环相配合以在轴向上进行限位。
在本申请一实施方案中，所述直筒段上设置的排气孔在轴向上分布于多个平面，且每个平面内的排气孔以所述轴向均布；所述锥形段上设置的排气孔以锥形顶点分布于多个圆环上，每个圆环上的排气孔以锥形顶点均布。
在本申请一实施方案中，所述拉杆架中支撑拉杆的数量与所述安装固定环中支板的数量相同。
在本申请一实施方案中，所述支撑拉杆与所述支板在气流流向上的分布位置相同。
在本申请一实施方案中，所述安装固定环还包括固定板，所述固定板设置于支板远离所述安装环的一端，用于支板与排气管道之间的过渡。
在本申请一实施方案中，所述支板的截面成翼型。
本申请的排气喷流降速装置从喷口噪声产生的源头出发，在喷口排气下游距离喷口较近位置处对排气喷流进行降速处理的装置，通过有效降低高速喷流的速度来降低气动噪声。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的高速大流量排气喷流降速装置示意图。
图2为基于图1中A-A视角的高速大流量排气喷流降速装置示意图。
图3为基于图1中B-B视角的高速大流量排气喷流降速装置示意图。
图4为本申请的拉杆架示意图。
图5为本申请的排气降噪筒示意图。
图6为基于图5中C向的排气降噪筒示意图。
图7为本申请的安装固定环示意图。
图8为基于图7中D-D的安装固定环示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
为了克服喷口下游产生的气动噪声，本申请从喷口噪声产生的源头出发，通过在喷口排气下游距离喷口较近的位置设置可以对排气喷流进行降速处理的装置，可有效降低喷口下游产生的气动噪声。
如图1至图3所示，本申请提供的高速大流量排气喷流降速装置结构主要由拉杆架1、排气降速筒2和安装固定环3。
拉杆架1主要用于将排气降速筒2前端(图示中的左侧)进行固定，拉杆架1沿排气管道周向均匀布置有多个，由此可以保证排气降速筒2工作时周向受力均匀。
在本申请中拉杆架1通常为4-8个，过多会导致气流流通不畅，过少会导致强度不够。在本申请图中所示实施例中，拉杆架1为6个。
在本申请一实施例中，拉杆架1包括固定座11和支撑拉杆12，见图4所示。固定座11与排气管道4的内壁面焊为一体，支撑拉杆12与固定座11之间采用螺栓连接紧固，便于维护拆卸，支撑拉杆12与排气管道4的轴线具有一定的角度，这样可减小支撑拉杆12对固定座11产生的剪切力，以保证其具有足够的强度。在本申请图示实施例中，支撑拉杆12与排气管道4轴线的安装角度呈60度夹角。
如图5和图6所示，排气降速筒2为气流降速的主要装置，其主要包括直筒段21和锥筒段24，其中直筒段21和锥筒段24焊接为一个整体形成排气降速筒2主体结构。为了对筒体进行加强，在直筒段21和锥筒段24的连接部位内侧设置了加强筋25，加强筋25与上述两者焊为一体，由此可以防止气流直接冲击筒体而导致变形或者损坏。
需要说明的是，直筒段21的内径大致为排气管道4内径的一半，在此基础上以保证喷口排出的核心气流可以全部进入排气降速筒2中。
直筒段21和锥筒段24上沿气流排气方向钻有多个直径不大的排气孔211、241，排气孔的孔径大致为直筒段21直径的3％～5％，基于小孔喷注消音原理使排气高速喷流经过排气降速筒2后，气流速度显著降低而实现降噪。其中，在直筒段21上设置的排气孔211在其轴线方向上分布在多个平面，且每个平面内的排气孔以轴线均布；在锥形段24上设置的排气孔以锥形顶点分布于多个圆环上，每个圆环上的排气孔以锥形顶点均布，参照图6所示。
另外，为了便于安装及定位，排气降速筒2还包括吊装座22和定位环23。吊装座22用于排气降速筒2与支撑拉杆12间的连接固定，吊装座22沿周向均匀布置多处，实现排气降速筒2的周向限位。定位环23与直筒段21沿轴向定位后焊接在直筒段21的外侧面，与之为一整体结构，当排气降速筒2整体插入安装固定环3的定位环23后端是，可以与安装环25形成约束以配合实现排气降速筒2的轴向限位，防止排气降速筒2位置锁死，满足使用要求。排气降速筒2必要时可以从排气管道中整体拆除，便于进行设备维护。
安装固定环3主要用于支撑排气降速筒2后后端，与拉杆架1一起可实现对排气降速筒2的固定限位。
如图7和图8所示，安装固定环3主要包括安装环31和多个支板32，安装环31套在排气降速筒2外侧，支板32沿安装环31周向均匀布置且连接安装环31和排气管道4，即可实现对排气降速筒2的固定。
在本申请中，支板32的数量优选的与拉杆架1的数量相同。在此基础上，在沿气流方向上，支板32与支撑拉杆12共线设置，可以降低沿气流方向的气动阻力。
此外，本申请的安装固定环3还包括固定板33，通过将固定板33焊接在支板32远离安装环31的一端，再将固定板33与排气管道4的内壁面焊为一体，相比于支板32直接与排气管道4的内壁面焊接固定的方式，可增大焊接面积，实现安装固定环3的固定强度的提高。
需要说明的是，本申请中的支板32的截面为翼型，采用翼型型面可以降低排支板32所受到的气流气动阻力。
在本申请的排气喷流降速装置安装进排气管道时，现将排气降速筒2整体沿喷口排气气流方向插入安装固定环3中，至定位环23与安装环31两侧环面贴合实现排气降速筒2轴向定位，之后在排气降速筒2前端处沿周向安装22个拉杆架1，周向位置调节均匀后完成拉杆架1安装，实现排气降速筒2轴向限位。
本申请从喷口噪声产生的源头出发，通过在喷口排气下游距离喷口较近位置处对排气喷流进行降速处理的结构装置，通过有效降低高速喷流的速度来降低气动噪声，本申请可用于开展发动机喷口试验等高速大流量排气类试验中。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种高速大流量排气喷流降速装置，用于降低航空发动机的喷口下游产生的气动噪声，其特征在于，所述装置包括
排气降速筒(2)，所述排气降速筒(2)包括与排气管道(4)共轴线设置的直筒段(21)和固定在直筒段末端的锥形段(24)，所述直筒段和锥形段上设有多个沿气流排气方向的排气孔(211、241)；
多个拉杆架(1)，以所述轴线均布的设置在排气降速筒(2)与排气管道(4)之间的间隙内，且分别与所述排气降速筒(2)与排气管道(4)连接；
安装固定环(3)，安装固定环(3)包括安装环(31)和多个支板(32)，所述安装环(31)套在所述直筒段(21)的外侧，支板(32)连接所述安装环(31)和排气管道(4)以支撑所述排气降速筒(2)。
2.如权利要求1所述的高速大流量排气喷流降速装置，其特征在于，所述拉杆架(1)包括固定座(11)和支撑拉杆(12)，所述固定座(11)与排气管道(4)的内壁焊接，所述支撑拉杆(12)一端连接所述固定座(11)、另一端连接所述排气降速筒(2)。
3.如权利要求2所述的高速大流量排气喷流降速装置，其特征在于，所述拉杆架(1)沿气流流向设置于所述排气降速筒(2)的进气端。
4.如权利要求3所述的高速大流量排气喷流降速装置，其特征在于，所述支撑拉杆(12)与气流流向成预设角度。
5.如权利要求1所述的高速大流量排气喷流降速装置，其特征在于，所述排气降速筒(2)的直筒段(21)外侧固定有定位环(23)，所述定位环(23)用于与所述安装环(31)相配合以在轴向上进行限位。
6.如权利要求1所述的高速大流量排气喷流降速装置，其特征在于，所述直筒段(21)上设置的排气孔在轴向上分布于多个平面，且每个平面内的排气孔以所述轴向均布；所述锥形段(24)上设置的排气孔以锥形顶点分布于多个圆环上，每个圆环上的排气孔以锥形顶点均布。
7.如权利要求2所述的高速大流量排气喷流降速装置，其特征在于，所述拉杆架(1)中支撑拉杆(12)的数量与所述安装固定环(3)中支板(32)的数量相同。
8.如权利要求7所述的高速大流量排气喷流降速装置，其特征在于，所述支撑拉杆(12)与所述支板(32)在气流流向上的分布位置相同。
9.如权利要求1所述的高速大流量排气喷流降速装置，其特征在于，所述安装固定环(3)还包括固定板(33)，所述固定板(33)设置于支板(32)远离所述安装环(31)的一端，用于支板(32)与排气管道(4)之间的过渡。
10.如权利要求7至9任一所述的高速大流量排气喷流降速装置，其特征在于，所述支板(32)的截面成翼型。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020304812.6U CN212804757U (zh) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 一种高速大流量排气喷流降速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202020304812.6U CN212804757U (zh) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 一种高速大流量排气喷流降速装置 |
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| CN212804757U true CN212804757U (zh) | 2021-03-26 |
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Family Applications (1)
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| CN202020304812.6U Active CN212804757U (zh) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 一种高速大流量排气喷流降速装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212804757U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114459724A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-05-10 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种高速自由射流风洞噪声控制装置 |
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2020
- 2020-03-12 CN CN202020304812.6U patent/CN212804757U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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