[发明专利]一种直连式试验台空气供应调节系统

说明书

本发明专利公开了一种直连式试验台空气供应调节系统，具体涉及发动机地面直连式试验的技术领域。一种直连式试验台空气供应调节系统，包括掺混管、稳流管、分流管、溢流管、过渡管和溢流文氏管，掺混管连通有集气环，集气环上设有冷气接口，掺混管内设有集气腔，集气腔上开有冷气掺混孔；分流管与稳流管连接，分流管的一侧由两个并列设置的主路出口管和旁路出口管构成，主路出口管与过渡管连接，过渡管与分流管之间设有第一节流孔板，旁路出口管与溢流管连接，溢流管内设有第二节流孔板。采用本发明技术方案解决了现有的溢流段中所要求的部件价格昂贵、污染空气的流量测量存在误差的问题，可用于燃烧加热试验台亚/超声速以及高超声速等试验工况。

技术领域

本发明涉及发动机地面直连式试验的技术领域的技术领域，特别涉及一种直连式试验台空气供应调节系统。

背景技术

地面直连式试验中为模拟高空高速工况，试验台需要为发动机入口提供高温高压空气来流，主要采用电加热或燃烧加热方式对供应空气进行增温。电加热直连式试验台受电热元件材料限制，加热器出口空气的总温一般小于1100K；燃烧加热直连式试验台受加热器燃烧稳定性和燃烧效率的限制，加热器出口空气的总温一般在850K以上。因此，电加热直连式试验台上通常开展总温1100K以下的亚/超声速工况试验，而燃烧加热直连式试验台上通常开展总温1100K以上的高超声速工况试验。

为减小设备建设成本，提高使用效率，也可以在现有燃烧加热直连式试验台基础上设计掺混段，通过掺混冷气的方法降低燃烧加热器出口空气总温，从而拓宽试验工况范围，实现一台风洞设备即能覆盖亚/超声速以及高超声速等全部试验工况。

燃烧加热器出口空气不仅有最低总温限制，还有最小流量限制。在最小出口流量下，试验工况要求的空气总温越低，冷气掺混量及掺混后空气流量也越大。当掺混后空气流量大于试验工况要求流量时，就需要设计溢流装置，将多余的高温空气排出。因此，利用燃烧加热直连式试验台开展总温1100K以下工况的试验时，需要对现有试验台进行改造，通常增加冷气掺混及溢流段。

目前，在燃烧加热风洞和直连式试验台上增加掺混段以拓宽试验工况总温范围的掺混段设计较为常见，但掺混加溢流段的设计方案还较为少见。主要原因是该方案存在以下两个设计难点：一是对进入过渡管的高温气体流量进行调节；二是对该流量进行精确测量。

掺混段的高温气体分为两路，一路通过过渡管进入试验模型，一路经溢流段排出。为满足不同试验模型的工况需求，需要在溢流段内设计调节装置，对进入过渡管的空气流量进行调节，同时分流后的过渡管空气流量也需要重新测量，间接对进入过渡管的空气流量进行调节，同时分流后的过渡管空气流量也需要重新测量。现有的一些技术方案通常使用高温调节阀对高温空气流量进行调节，使用高温孔板流量计对高温空气流量进行测量。但高温调节阀和高温孔板流量计价格昂贵，后者还需要从国外进口。对于小型的直连式试验台，该改造方案成本较高。此外，高温孔板流量计通常用于纯空气流量测量，测量燃烧加热器后的污染空气存在误差。

发明内容

本发明意在提供一种直连式试验台空气供应调节系统，解决了现有的溢流段中所要求的部件价格昂贵、并且对于污染空气的流量测量存在误差的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种直连式试验台空气供应调节系统，包括从左至右依次可拆卸连接的掺混管、稳流管、分流管、溢流管、过渡管和溢流文氏管，所述掺混管的横截面形状呈喇叭状，所述掺混管外连通有集气环，所述集气环上设有冷气接口，所述掺混管内设有与集气环连通的集气腔，所述集气腔上开有多个冷气掺混孔；所述稳流管采用等直径管，所述稳流管的内径与掺混管出口最宽处的直径相等；所述分流管的入口与稳流管的出口连接，所述分流管由两个并列设置的主路出口管和旁路出口管构成，所述主路出口管与过渡管连接，所述过渡管与分流管之间设有第一节流孔板，所述旁路出口管与溢流管连接，所述溢流管内设有第二节流孔板，所述溢流文氏管设置在溢流管的出口。