[發明專利]可模擬發動機燃燒室高空低溫低壓環境的試驗裝置

有效

• 申請號: 202110348428.5
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112881021B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 王凱興;劉富強;盧海濤;穆勇;劉存喜;楊金虎;阮昌龍;王少林;徐綱
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02
• 代理公司: 北京鍾維聯合知識產權代理有限公司 11579
• 代理人: 原春香

1.一種可模擬發動機燃燒室高空低溫低壓環境的試驗裝置，包括一進氣單元、一低溫單元、一低壓單元和一試驗段單元，所述進氣單元設置在低溫單元的上游，所述低溫單元設置在試驗段單元的上游，所述低壓單元設置在試驗段單元的下游，其特征在于，

所述進氣單元至少包括一進氣源、一穩壓部件、一氣體干燥部件和一拉瓦爾噴管，其中，所述進氣源的出口通過管路依次經所述穩壓部件、干燥部件與所述拉瓦爾噴管的進氣管路連通，所述拉瓦爾噴管的排氣管路與設置在下游的所述低溫單元連通；

所述低溫單元至少包括一換熱器、一自增壓液氮罐、一冷卻氣支路及一常溫氣支路，其中，所述拉瓦爾噴管的排氣管路的出口與所述換熱器的熱側進口連通，所述換熱器的熱側出口與所述冷卻氣支路的進口連通，所述常溫氣支路的進口與所述拉瓦爾噴管的排氣管路連通，所述常溫氣支路的出口與所述冷卻氣支路連通，所述自增壓液氮罐的出口通過管路與所述換熱器的冷側進口連通；

所述試驗段單元至少包括一試驗器、一試驗段進氣支路、一試驗段旁通支路和一試驗段排氣管路，其中，所述試驗段進氣支路、試驗段旁通支路的進口均與所述低溫單元的冷卻氣支路的出口連通，所述試驗器的進口與試驗段進氣支路的出口連通，所述試驗器的出口與試驗段排氣管路的進口連通，所述試驗段旁通支路的出口與試驗段排氣管路連通，所述試驗段排氣管路的出口與設置在下游的所述低壓單元連通；

所述低壓單元至少包括一高壓氣源、一引射端管路和一氣氣引射器，其中，所述高壓氣源的出口通過所述引射端管路與所述氣氣引射器的引射端入口連通，所述氣氣引射器的被引射端入口與所述試驗段單元中試驗段排氣管路的出口連通，所述氣氣引射器的混氣出口與大氣連通。

2.根據權利要求1所述的可模擬發動機燃燒室高空低溫低壓環境的試驗裝置，其特征在于，所述進氣單元中，所述進氣源為一壓縮機，所述壓縮機的進氣管路與大氣連通，所述壓縮機的排氣管路上裝有球閥和電動調節閥，所述球閥用來控制進氣源的開閉，所述電動調節閥用于調節總進氣壓力及流量。

3.根據權利要求1所述的可模擬發動機燃燒室高空低溫低壓環境的試驗裝置，其特征在于，所述進氣單元中，所述穩壓部件為一穩壓罐，用以實現進氣壓力的穩定。

4.根據權利要求1所述的可模擬發動機燃燒室高空低溫低壓環境的試驗裝置，其特征在于，所述進氣單元中，所述氣體干燥部件包括一冷凍式干燥機和一吸附式干燥機，所述進氣源提供的氣體先經過所述冷凍式干燥機，隨后經過所述吸附式干燥機，實現氣體的壓力露點≤-60℃，除水后的干燥空氣進入所述拉瓦爾噴管的進氣管路。

5.根據權利要求1所述的可模擬發動機燃燒室高空低溫低壓環境的試驗裝置，其特征在于，所述試驗段單元中，所述試驗段進氣支路、試驗段旁通支路上均裝有電動調節閥，實現對氣量的調節，所述試驗段進氣支路、試驗段旁通支路的氣體通過所述試驗段排氣管路排出。

6.根據權利要求1所述的可模擬發動機燃燒室高空低溫低壓環境的試驗裝置，其特征在于，所述拉瓦爾噴管的進氣管路及排氣管路上、所述冷卻氣支路上、所述試驗器的進口管路及出口管路上、所述引射端管路上均設有溫度壓力測點，每一所述溫度壓力測點處均安裝有溫度傳感器和壓力傳感器，所述溫度傳感器的量程為-60℃~250℃，所述壓力傳感器用于氣體壓力，量程為0~3MPa。

7.根據權利要求1所述的可模擬發動機燃燒室高空低溫低壓環境的試驗裝置，其特征在于，至少所述低溫單元的冷卻氣支路上設有管路保溫部件，所述管路保溫部件包括纏繞在管路上的銅管及橡塑保溫層，所述銅管內流通-196℃液氮，所述銅管用于冷卻管壁，減少冷卻氣向管壁散熱造成的冷量損失，所述橡塑保溫層包裹在銅管外側減少冷量向周圍環境的散失。