[發(fā)明專利]用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310688019.5
• 申請(qǐng)日: 2013-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN103743570A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程迪;孟令瑾;范學(xué)軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院力學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01M15/02
• 分類號(hào): G01M15/02
• 代理公司: 北京和信華成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 王藝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及消聲裝置，特別涉及用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置。

背景技術(shù)

超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的噪聲，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)出口處的寬頻帶超聲速射流噪聲，為降低噪聲，需對(duì)此采取消聲措施，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)出口處排放的超聲速射流速度極快（約1000m/s），溫度極高（約2200K），壓力較低（常小于1atm），現(xiàn)有的消聲器根本無法承受如此高溫高速氣流的沖刷并提供足夠的動(dòng)力排出尾端射流。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有消聲器存在的問題，本發(fā)明提供一種用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置，以較好地消除超聲速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的射流噪聲。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置，其包括依次直線連接在一起的消聲器系統(tǒng)、冷卻水噴注系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)，所述三個(gè)系統(tǒng)均具有引射通道，且其引射通道同軸，所述消聲器系統(tǒng)設(shè)置在超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室尾端的正后方，且靠近超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的尾端，以抑制超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室尾端射流產(chǎn)生的噪音，所述冷卻水噴注系統(tǒng)向其引射通道內(nèi)噴射冷卻水，以冷卻經(jīng)過其引射通道的射流并降低射流流速，所述風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)為超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的尾端射流提供引射并進(jìn)行排氣。

優(yōu)選地，所述消聲器系統(tǒng)由一個(gè)消聲器或兩個(gè)以上串聯(lián)在一起的消聲器構(gòu)成。

優(yōu)選地，所述消聲器包括外殼、多孔夾空管和耐高溫疏水吸聲材料，所述外殼的端部設(shè)置有連接法蘭，所述多孔夾空管設(shè)置在外殼內(nèi)，且多孔夾空管的外壁與外殼的內(nèi)壁間留有間隙，多孔夾空管的內(nèi)壁和外壁上都均勻布滿孔，其內(nèi)壁和外壁間夾設(shè)有空腔，所述空腔內(nèi)設(shè)置有耐高溫疏水吸聲材料，多孔夾空管的內(nèi)壁圍成的空腔為其引射通道。

優(yōu)選地，所述多孔夾空管的內(nèi)壁和外壁上均勻布滿的孔的孔徑為2mm。

優(yōu)選地，所述外殼和多孔夾空管由耐熱合金制成。

優(yōu)選地，所述消聲器呈圓管狀。

優(yōu)選地，所述冷卻水噴注系統(tǒng)包括冷卻水源、泵、輸水管、噴淋管和冷卻引射管，所述噴淋管與輸水管連接，所述噴淋管設(shè)置在冷卻引射管上，其上設(shè)置有若干個(gè)通向冷卻引射管內(nèi)的噴口，且這些噴口呈環(huán)形分布。

優(yōu)選地，所述風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)包括軸流風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)電源及附屬支撐結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述軸流風(fēng)機(jī)包括電機(jī)和葉片，所述電機(jī)為防爆防水電機(jī)，所述葉片由耐熱合金制成。

優(yōu)選地，所述軸流風(fēng)機(jī)的排氣量為15000m³/h。

本發(fā)明通過采用風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了為超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的尾端射流提供引射并進(jìn)行排氣，同時(shí)還在超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的極高溫極高速尾端射流周圍引起了足夠流量的冷空氣流，其中，緊挨高溫尾端射流的內(nèi)層冷空氣流又必然會(huì)與高溫尾端射流進(jìn)行摻混，從而對(duì)射流產(chǎn)生冷卻和減速作用，而包圍高溫尾端射流的外圍冷空氣流，則可防止高溫尾端射流直接沖刷消聲器內(nèi)壁面，起到保護(hù)和冷卻消聲器的作用，使消聲器能夠長時(shí)間穩(wěn)定地工作，并氣流在通過時(shí)，能較好地消除超聲速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的寬頻射流噪聲；同時(shí)，本發(fā)明還采用冷卻水噴注系統(tǒng)向其引射通道內(nèi)噴射冷卻水，以冷卻經(jīng)過其引射通道的射流并降低射流流速，從而保護(hù)了后面的風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)。進(jìn)一步地，本發(fā)明的消聲器采用的多孔夾空管能夠在較大程度上為耐高溫疏水吸聲材料遮擋熱輻射和氣流沖刷，從而提高了消聲器的生存能力。

本發(fā)明解決了消聲器在極高溫極高速射流中的生存問題，并能夠?yàn)槌曀偃紵龥_壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的尾端射流提供引射并進(jìn)行排氣，具有使用壽命長、工作穩(wěn)定、并能較好地消除超聲速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的射流噪聲的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是用于圖1所示本發(fā)明實(shí)施例的一消聲器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是用于圖2所示消聲器的多孔夾空管的內(nèi)壁和外壁上的孔的布置示意圖；

圖中：1、燃燒室尾端；2、3、4、5、消聲器；51、外殼；511、連接法蘭；52、多孔夾空管；53、耐高溫疏水吸聲材料；6、輸水管；7、冷卻引射管；8、9、10、噴淋管；11、軸流風(fēng)機(jī)；12、風(fēng)機(jī)尾段。

具體實(shí)施方式

下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。