[發(fā)明專利]一種大型熱結(jié)構(gòu)低氣壓環(huán)境熱特性試驗水冷卻系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810307152.4
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108545214B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 羅俊清;劉永清;欒葉君;何西波;王偉;肖乃風;何振威;田玉坤;劉鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京強度環(huán)境研究所;中國運載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號: B64F5/60
• 分類號: B64F5/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種大型熱結(jié)構(gòu)低氣壓環(huán)境熱特性試驗水冷卻系統(tǒng)，按照水流方向依次連接有循環(huán)水箱、泵單元、主進水管、減壓閥、分水器、流量計、低氣壓艙、水路分配器單元、回水箱、回水泵、主回水管、冷卻塔；水路分配器單元包括若干進水水路分配器和若干出水水路分配器，進水水路分配器和出水水路分配器結(jié)構(gòu)相同且二者數(shù)量一致，在使用中進出水的方向不同；每一進水水路分配器與對應的每一出水水路分配器之間設置相應的被冷卻設備。所述水冷卻系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)可靠性高、冷卻能力高、冷卻對象全面、可長時間進行冷卻的優(yōu)點，并具有可擴展、可調(diào)節(jié)能力，適用于不同規(guī)模，不同加熱條件下設備的冷卻。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種大型熱結(jié)構(gòu)低氣壓環(huán)境熱特性試驗水冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

飛行器再入過程中，在低氣壓環(huán)境下其會經(jīng)受非常高的氣動熱載荷，由于低氣壓環(huán)境下多孔隙隔熱材料的氣體逸出，會改變導熱特性，常壓下的熱特性試驗無法準確的驗證防隔熱效果。復雜的熱結(jié)構(gòu)使材料級的低氣壓熱試驗無法準確的評估大型結(jié)構(gòu)的隔熱性能，為了更準確的考核飛行器的熱特性，需要進行大型熱結(jié)構(gòu)低氣壓環(huán)境熱特性試驗。大型熱結(jié)構(gòu)低氣壓環(huán)境熱特性試驗技術(shù)的發(fā)展對促進新型飛行器的研究與發(fā)展具有重要意義。

在低氣壓(10Pa)環(huán)境下，將大型熱結(jié)構(gòu)加熱到2000℃以上，上述試驗條件下，試驗設備所處的環(huán)境相當嚴酷。在低氣壓環(huán)境下進行的大型熱結(jié)構(gòu)低氣壓環(huán)境熱特性試驗，具有長時間(6000s)、大熱流、密閉空間、大規(guī)模等特點。這使得對冷卻水系統(tǒng)的可靠性要求大幅提升，密閉空間要求試驗全程保證水路通暢且無任何漏水。試驗在有限空間內(nèi)進行，可用于冷卻水布置的空間極其有限。試驗規(guī)模大、系統(tǒng)復雜，對冷卻水系統(tǒng)的要求高。現(xiàn)有的冷卻水供給與回收方式、可靠性均不滿足試驗需求。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

針對上述需求，本發(fā)明提出一種大型熱結(jié)構(gòu)低氣壓環(huán)境熱特性試驗水冷卻系統(tǒng)，解決了在低氣壓環(huán)境下進行大型結(jié)構(gòu)件熱特性試驗時，對試驗中的加熱器反射器、電極、熱流計、水冷擋板等試驗設備的冷卻難題，本發(fā)明的所述水冷卻系統(tǒng)具有冷卻能力強、水路數(shù)量靈活、被冷卻設備種類多、時間長、可靠性高的特點，可以實現(xiàn)對大規(guī)模試驗的多加熱區(qū)(不小于24，并可根據(jù)實際需求進行擴展)、多類型設備(加熱器、熱流計、電極、防護板等)、長時間(6000s)、超高加熱功率條件下的冷卻，并且可以根據(jù)試驗需求，通過增加水泵供水能力、水路分配器數(shù)量，進一步提高循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的能力。

(二)技術(shù)方案

一種大型熱結(jié)構(gòu)低氣壓環(huán)境熱特性試驗水冷卻系統(tǒng)，所述水冷卻系統(tǒng)按照水流方向依次連接有循環(huán)水箱、泵單元、主進水管、減壓閥、分水器、流量計、低氣壓艙、水路分配器單元、回水箱、回水泵、主回水管、冷卻塔，還包括配套的連接管路和連接件；其中，所述泵單元包括多臺定頻泵和1臺變頻泵；分水器將主進水管中的水分成若干支路，每個支路與一個流量計相連接，流量計還連接至流量監(jiān)測設備；各支路水通過進水穿艙接口與低氣壓試驗艙內(nèi)的水路分配器連接；低氣壓試驗艙內(nèi)安裝水路分配器，所述水路分配器包括若干進水水路分配器和若干出水水路分配器，所述水路分配器的類型和數(shù)量由被冷卻設備的類型和數(shù)量決定，進水水路分配器和出水水路分配器結(jié)構(gòu)相同且二者數(shù)量一致，在使用中進出水的方向不同；每一進水水路分配器與對應的每一出水水路分配器之間設置相應的被冷卻設備；出水水路分配器通過出水穿艙接口與主出水管連接。

其中，所述被冷卻設備為反射板、水冷電極、熱流計；所述進水水路分配器包括進水水路分配器一、進水水路分配器二、進水水路分配器三，所述出水水路分配器包括出水水路分配器一、出水水路分配器二、出水水路分配器三。