[發明專利]一種液流系統聲學閉端入口邊界條件模擬裝置

有效

• 申請號: 201711447549.5
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108225726B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 劉上;張興軍;程曉輝;陳煒;盧永樂;呂鵬翾;邢理想;趙瑞國
• 申請（專利權）人: 西安航天動力研究所
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 李晶堯

一種液流系統聲學閉端入口邊界條件模擬裝置，涉及聲學閉端入口邊界條件模擬裝置領域；收縮錐、節流管、擴張錐和多孔整流柵；其中，節流管為中空圓柱狀結構；收縮錐和擴張錐均為中空錐狀結構；收縮錐沿軸向固定安裝在節流管的軸向一端；且收縮錐的軸向小徑端與節流管固定連接；擴張錐沿軸向固定安裝在節流管的軸向另一端；且擴張錐的軸向小徑端與節流管固定連接；多孔整流柵水平固定安裝在擴張錐大徑端面上；且多孔整流柵覆蓋擴張錐的通孔開口；其中，收縮錐的大徑端為入口段；擴張錐大徑端的大徑端為出口端；本發明解決了模擬聲學閉端的傳統結構流阻過大，且易出現嚴重汽蝕的問題。

技術領域

本發明涉及一種聲學閉端入口邊界條件模擬裝置領域，特別是一種液流系統聲學閉端入口邊界條件模擬裝置。

背景技術

在泵壓式液體火箭發動機中，離心泵作為泵后輸送系統入口邊界，由于離心泵葉片的高速旋轉，葉片內部流速很高、流體的慣性很大，使得離心泵接近于恒定流量的聲學閉端邊界條件。當在液流試驗臺上模擬離心泵的出口邊界條時，按照傳統模擬邊界條件的方法，僅設置大壓降的節流圈，液流試驗臺入口需設計流阻極大的節流孔板，節流壓降甚至達到4～5MPa左右，不但對液流試驗臺帶來很大的負擔，而且由于節流圈壓降過大，容易產生嚴重的汽蝕問題，改變了下游液流試驗系統內部的流態，影響液流試驗系統的動力學特性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種液流系統聲學閉端入口邊界條件模擬裝置，解決了模擬聲學閉端的傳統結構流阻過大，且易出現嚴重汽蝕的問題。

本發明的上述目的是通過如下技術方案予以實現的：

一種液流系統聲學閉端入口邊界條件模擬裝置，包括收縮錐、節流管、擴張錐和多孔整流柵；其中，節流管為中空圓柱狀結構；收縮錐和擴張錐均為中空錐狀結構；收縮錐沿軸向固定安裝在節流管的軸向一端；且收縮錐的軸向小徑端與節流管固定連接；擴張錐沿軸向固定安裝在節流管的軸向另一端；且擴張錐的軸向小徑端與節流管固定連接；多孔整流柵固定安裝在擴張錐大徑端面上；且多孔整流柵覆蓋擴張錐的通孔開口；其中，收縮錐的大徑端為入口段；擴張錐大徑端的大徑端為出口端；且擴張錐大徑端與外部下游液流試驗管路連通。

在上述的一種液流系統聲學閉端入口邊界條件模擬裝置，所述的收縮錐和擴張錐的大端內壁的擴張角均為60°。

在上述的一種液流系統聲學閉端入口邊界條件模擬裝置，所述收縮錐大徑端內徑直徑為80mm；擴張錐大徑端內徑直徑為96mm；收縮錐小徑端內徑和擴張錐小徑端內徑均與節流管的內徑相同。

在上述的一種液流系統聲學閉端入口邊界條件模擬裝置，所述節流管的內徑為40mm，軸向長度為300mm。

在上述的一種液流系統聲學閉端入口邊界條件模擬裝置，所述擴張錐和多孔整流柵之間采用O形圈密封。

在上述的一種液流系統聲學閉端入口邊界條件模擬裝置，所述節流管內部的流通橫截面面積為外部下游液流試驗管路橫截面面積的15％～20％；節流管內部流速為下游液流試驗管路流速的5.76倍。

在上述的一種液流系統聲學閉端入口邊界條件模擬裝置，所述多孔整流柵為圓形板狀結構；多孔整流柵沿周向均勻環繞設置86個圓形通孔。

在上述的一種液流系統聲學閉端入口邊界條件模擬裝置，所述圓形通孔直徑為5mm。

在上述的一種液流系統聲學閉端入口邊界條件模擬裝置，所述86個圓形通孔的總流通面積為節流管面積的1.3～1.5倍。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

(1)本發明中細直徑節流管內部液體流速高，慣性大，可以增大流動的慣性(感抗)，收縮錐和擴張錐具有一定的局部壓降，可以增大流阻。通過同時增大慣性(感抗)和流阻的形式，以增大阻抗的絕對值，以較小的流阻達到高阻抗的效果，既滿足聲學閉端的高阻抗要求，又能大幅減輕試驗臺負擔；