[發明專利]鎢錸熱電偶的合金焊點伸出長度的測量方法和裝置

有效

• 申請號: 202010417715.2
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111594352B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 俞南嘉;周闖;張源俊;辜小明;魏天放
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F02K9/96
• 分類號: F02K9/96;G06F30/20;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 徐麗

本發明提供了鎢錸熱電偶的合金焊點伸出長度的測量方法和裝置，包括：采集發動機燃燒室參數和燃氣參數；根據發動機燃燒室參數和燃氣參數計算目標函數準確度和目標函數安全裕度；設定約束條件；在約束條件下，根據目標函數準確度和目標函數安全裕度計算鎢錸合金焊點的伸出長度；其中，約束條件為伸出長度設定范圍的條件，可以計算出鎢錸合金熱電偶測量端的伸出長度，提高火箭發動機燃燒室內部的燃氣溫度測量的準確性，并保證鎢錸合金焊點的安全性。

技術領域

本發明涉及航空宇航技術領域，尤其是涉及鎢錸熱電偶的合金焊點伸出長度的測量方法和裝置。

背景技術

火箭發動機在地面試驗中燃氣溫度一般高于2000℃，在接觸式測溫法中，通常使用K型熱電偶、鉑銠-鉑熱電偶和鉑銠-鉑銠熱電偶，K型熱電偶采用鎳鉻和鎳硅等材料，價格便宜，應用廣泛，但其測溫上限一般不超過1300℃，限制了其在火箭發動機燃氣溫度測量中的使用。鉑銠-鉑熱電偶和鉑銠-鉑銠熱電偶采用不同配比的鉑銠合金以及純鉑金屬，價格較K型熱電偶高，長期使用溫度為1600℃，短期使用溫度為1800℃，因此很難在火箭發動機燃氣溫度測量中直接使用。

另外，K型熱電偶的測量端、鉑銠-鉑熱電偶的測量端和鉑銠-鉑銠熱電偶的測量端在與火箭發動機燃燒室內高溫燃氣直接接觸時，通常采用實驗法和經驗法確定伸出長度，即在燃氣溫度距離上述熱電偶測溫上限較大時，伸出長度一般較長；在燃氣溫度距離上述熱電偶測溫上限較小時，伸出長度一般較短。如果熱電偶的伸出長度過長或過短，都會導致火箭發動機燃燒室內部的燃氣溫度測量不準確。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供鎢錸熱電偶的合金焊點伸出長度的測量方法和裝置，可以計算出鎢錸合金熱電偶測量端的伸出長度，提高火箭發動機燃燒室內部的燃氣溫度測量的準確性，并保證鎢錸合金焊點的安全性。

第一方面，本發明實施例提供了鎢錸熱電偶的合金焊點伸出長度的測量方法，所述方法包括：

采集發動機燃燒室參數和燃氣參數；

根據所述發動機燃燒室參數和所述燃氣參數計算目標函數準確度和目標函數安全裕度；

設定約束條件；

在所述約束條件下，根據所述目標函數準確度和所述目標函數安全裕度計算鎢錸合金焊點的伸出長度；

其中，所述約束條件為所述伸出長度設定范圍的條件。

進一步的，所述發動機燃燒室參數包括燃燒室直徑，所述燃氣參數包括燃氣密度、燃氣動力粘度、燃氣定壓比熱容、燃氣熱傳導系數、燃氣軸向速度、燃氣氣體常數、燃氣熱擴散率、主流區燃氣速度、燃氣壓強和燃氣運動粘度。

進一步的，所述根據所述發動機燃燒室參數和所述燃氣參數計算目標函數準確度和目標函數安全裕度，包括：

獲取第一溫度測量裝置測點的第一溫度和第二溫度測量裝置測點的第二溫度，以及所述第一溫度測量裝置測點和所述第二溫度測量裝置測點的軸向距離；

根據所述燃燒室直徑、所述燃氣軸向速度、所述燃氣密度和所述燃氣動力粘度，計算雷諾數；

根據所述雷諾數和測點距燃氣噴射處的軸向距離計算邊界層厚度；

根據所述燃氣動力粘度、所述燃氣定壓比熱容和所述燃氣熱傳導系數計算燃氣的普朗特數；

根據所述邊界層厚度和所述燃氣的普朗特數計算熱邊界層厚度；

利用火箭發動機的熱力計算得到主流區的理論燃氣溫度；

在預設的第一控制方程條件下，根據所述主流區的理論燃氣溫度、所述第一溫度、所述第二溫度、所述第一溫度測量裝置測點和所述第二溫度測量裝置測點的軸向距離、所述燃氣軸向速度、所述燃氣熱擴散率和所述熱邊界層厚度，計算燃燒室溫度；