[發明專利]基于丙酮示蹤劑的高超聲速PLIF風洞實驗方法

有效

• 申請號: 201711160029.6
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107941454B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 董昊;劉松;李錚;彭江波;劉是成;夏天宇;張亞曉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 蘇州潤桐嘉業知識產權代理有限公司 32261
• 代理人: 胡思棉

1.一種基于丙酮示蹤劑的高超聲速PLIF風洞實驗方法，本實驗在高超聲速風洞中進行，包括如下步驟：

第一步、將斜劈模型固定在高超聲速風洞攻角機構上，使模型上表面保持水平，調節模型上下、前后位置，使其置于激光片光入射窗中央；

第二步、將加熱帶均勻的纏繞在與模型后端相連接的丙酮輸入管上，將加熱帶電極和輸入管通過法蘭引出高超聲速風洞駐室；

第三步、打開Nd：YAG激光器，調節片光整形系統，先使激光器發出的波長為1064nm基頻光經4倍頻后產生266nm的紫外激光，紫外激光經過由透鏡組整形成高度為50～70mm大小的片光，最后經由大口徑的反射鏡將片光經風洞兩側的觀察窗反射入風洞駐室中，并使片光置于斜劈模型合適位置；

第四步、將帶有濾光片的ICCD相機置于高超聲速風洞駐室頂部，調節相機位置與成像鏡頭焦距，使其透過紫外觀察窗可以清晰顯示激光片光區域；

第五步、關閉風洞駐室，打開高超聲速風洞旁路閥，使駐室壓強與真空球壓強平衡，打開真空閘板閥，將風洞下游壓強抽至滿足高超聲速實驗要求；

第六步、按照計算得到的丙酮體積分數，將一定量的純丙酮加至丙酮發生器內，打開加熱電源使發生器溫度達到90℃，通過連接的壓力表可判斷液體丙酮是否完全汽化，同時加熱配電箱也將控制丙酮輸入管上纏繞的加熱帶溫度，以防止丙酮蒸汽在輸入管內液化；

第七步、打開與丙酮發生器相連的空氣壓縮機，使空壓機氣罐壓強達到2MPa，打開針閥，為丙酮發生器沖入空氣進行稀釋，當壓力表達到一定數值(丙酮摩爾濃度約為18％)時，關閉針閥；

第八步、按照高超聲速風洞實驗步驟，依次打開液壓站、氣源總閥、截止閥、加熱器充氣閥，使加熱器中壓強達到實驗要求壓強；

第九步、打開球閥，對丙酮輸入管進行吹除，避免殘留的丙酮以及其他微粒對實驗的干擾，吹除完畢關閉球閥；

第十步、打開流量控制系統，使丙酮蒸汽均勻的從模型前端細縫中噴出，同時打開數字延時信號發生器，使激光光源發出的激光片光和探測器接收頻率相符合，此時通過ICCD相機可監視到丙酮示蹤劑熒光信號；

第十一步、通過高超聲速風洞控制系統打開氣流快速閥和加熱器熱閥，同步觸發高超聲速風洞PLIF圖像記錄系統、流場總壓測試系統，在建立高超聲速流場的同時，得到斜劈模型的PLIF圖像；

第十二步、關閉氣流快速閥和加熱器熱閥，本次試驗結束。