[發(fā)明專利]一種減弱氫氧爆轟激波管稀疏波的裝置及方法

有效

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• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107421712B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何松;李乾;馬力;孫國翔;陳先鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發(fā)明公開了一種減弱氫氧爆轟激波管稀疏波的裝置，其包括爆轟驅(qū)動段、過渡段、被驅(qū)動段、膜片和擋板；爆轟驅(qū)動段、過渡段、被驅(qū)動段依次連接；在爆轟驅(qū)動段、過渡段的連接處設(shè)置膜片；在過渡段、被驅(qū)動段的連接處設(shè)置擋板，擋板的上端與過渡段或被驅(qū)動段的管道相鉸接；當(dāng)爆轟驅(qū)動段形成的入射激波在沖破膜片后，掀起擋板，入射激波通過，向被驅(qū)動段傳播；同時部分入射激波在擋板處發(fā)生反射，與稀疏波相干擾，減弱稀疏波對入射激波的衰減作用，從而延長入射激波的定常流動時間；當(dāng)入射激波通過擋板后，擋板在重力作用下重新閉合。本發(fā)明還提供一種減弱氫氧爆轟激波管稀疏波的方法。本發(fā)明能有效減弱氫氧爆轟激波管稀疏波，增加用于實驗研究的定常氣流的存在時間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種減弱氫氧爆轟激波管稀疏波的裝置及方法，主要用于模擬爆炸環(huán)境下沖擊波的傳播規(guī)律研究及沖擊傷實驗研究。

背景技術(shù)

氫氧爆轟激波管以瞬時爆轟釋放的化學(xué)能為動力，其驅(qū)動能力遠(yuǎn)高于高壓氫/氦氣體驅(qū)動的激波管。為產(chǎn)生相同強(qiáng)度的入射激波，后者需要的驅(qū)動壓力約為前者的數(shù)倍，因而氫氧爆轟驅(qū)動的設(shè)備更簡單，氣體消耗量更少，實驗成本更低，詳見姜宗林、李進(jìn)平、趙偉、劉云峰、俞鴻儒的長試驗時間爆轟驅(qū)動激波風(fēng)洞技術(shù)研究，2012，05：824-831。

對于氫氧爆轟激波管，在被驅(qū)動段壓力相同的條件下，為產(chǎn)生相同強(qiáng)度的入射激波，前向爆轟驅(qū)動所需的驅(qū)動段初始壓力比反向爆轟驅(qū)動低一個數(shù)量級。但是前向爆轟產(chǎn)生的激波會被爆轟波后的Taylor稀疏波趕上，削弱強(qiáng)度，定常作用時間短，詳見俞鴻儒的探索發(fā)展激波風(fēng)洞爆轟驅(qū)動技術(shù)，2011，06：978-983。

為了減弱Taylor稀疏波的影響，增加可用于實驗研究的定常氣流的存在時間，可通過增加爆轟驅(qū)動段長度、擴(kuò)大爆轟驅(qū)動段橫截面積，詳見俞鴻儒的氫氧燃燒及爆轟驅(qū)動激波管，1999(04)：389-396和俞鴻儒、李斌、陳宏的激波管氫氧爆轟驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，2005(03)：315-322。也可通過在膜片處插入環(huán)形空腔，詳見姜宗林的減弱爆轟風(fēng)洞中的泰勒波的裝置，中國專利：CN2663964，2004-12-15。還可采用雙爆轟驅(qū)動方法，詳見段陳宏、馮珩、俞鴻儒的用于激波管/風(fēng)洞的雙爆轟驅(qū)動段，2004，02：183-191。但是，增加爆轟驅(qū)動段長度，會相應(yīng)的加大設(shè)備尺寸，產(chǎn)生用氣量增加，實驗成本提高的弊端；擴(kuò)大爆轟驅(qū)動段橫截面積，即采用比驅(qū)動段管徑更小的被驅(qū)動段，考慮到?jīng)_擊波致傷實驗的需要，被驅(qū)動段后常常連接大直徑的實驗段，激波強(qiáng)度會在小直徑被驅(qū)動段到大直徑實驗段的擴(kuò)張段處大幅度衰減，不利于試驗，影響試驗結(jié)果；在膜片處插入環(huán)形空腔及雙爆轟驅(qū)動的方法，會使設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高。因此，我們迫切需要一種新的減弱氫氧爆轟激波管稀疏波的裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種減弱氫氧爆轟激波管稀疏波的裝置及方法，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，該方法能有效減弱氫氧爆轟激波管稀疏波，增加可用于實驗研究的定常氣流的存在時間。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種減弱氫氧爆轟激波管稀疏波的裝置，其包括爆轟驅(qū)動段、過渡段、被驅(qū)動段、膜片和擋板；所述爆轟驅(qū)動段、過渡段、被驅(qū)動段依次連接；在爆轟驅(qū)動段、過渡段的連接處設(shè)置膜片；在過渡段、被驅(qū)動段的連接處設(shè)置擋板，擋板的上端與過渡段或被驅(qū)動段的管道相鉸接；當(dāng)爆轟驅(qū)動段形成的入射激波在沖破膜片后，掀起擋板，入射激波通過，向被驅(qū)動段傳播；同時部分入射激波在擋板處發(fā)生反射，與稀疏波相干擾，減弱稀疏波對入射激波的衰減作用，從而延長入射激波的定常流動時間；當(dāng)入射激波通過擋板后，擋板在重力作用下重新閉合。

按上述方案，爆轟驅(qū)動段、過渡段的內(nèi)外管徑均相同，被驅(qū)動段的內(nèi)徑比爆轟驅(qū)動段的內(nèi)徑大60～100mm；所述擋板安設(shè)在過渡段的管道上。該結(jié)構(gòu)方便安設(shè)擋板，提高裝置安裝拆卸速度，從而提高試驗效率。

按上述方案，擋板的上端與過渡段或被驅(qū)動段的管道通過軸相鉸接，擋板可繞軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)掀開和閉合。