[发明专利]一种扇形侧面水冷大流量组合式进气片

说明书

一种扇形侧面水冷大流量组合式进气片，包括：镶块、进气片主体、气延长管、接管嘴、镶环、水延长管；环形进气片主体上沿径向设置有四个进气孔、一个进水孔和一个出水孔，进气孔互相间隔90°，进出水孔与相邻的进气孔之间45°夹角；进气片主体上沿圆周方向设置有四段圆弧形水槽；进水孔和出水孔分别与其中相对的两个圆弧形水槽连通，每个进气孔的两侧均设置有两个扇形侧面水槽，将进气孔两边相邻的圆弧形水槽连通，同时避开进气孔，使得四段圆弧形水槽连通为一个整体环形的水槽，且水道和气道相互隔离；镶块封闭扇形侧面水槽，镶环封闭圆弧形水槽。本发明可承受最大18MW/m²的热流，12MPa的热气压，单片最大进气量在3.5～4Kg/s。采用3.8MPa高压水冷却，允许水温升25℃。

技术领域

本发明涉及一种航天气动热试验电弧加热器技术，特别是大功率电弧加热器中低焓中高压使用技术。

背景技术

为提升现有风洞试验能力，特别是为满足舵翼、裙摆天线罩等复杂外形结构件的热防护试验能力，满足新型高超声速飞行器低空飞行地面防热考核大尺寸试验的需求。需要重新设计满足要求的大流量组合式进气片。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提出一种扇形侧面水冷大流量组合式进气片，采用整体挖槽，局部侧面水冷，电子束焊接技术，＂十＂字型进气结构，能单独使用或同时组合叠加两片至四片使用，进气流量从0.5kg/s～14kg/s，解决了试验中大流量冷气的通入问题。

本发明采用的技术解决方案：

一种扇形侧面水冷大流量组合式进气片，包括：镶块(1)、进气片主体(2)、气延长管(3)、接管嘴(4)、镶环(5)、水延长管(6)；

进气片主体(2)为环形片状结构，其上沿径向设置有四个进气孔、一个进水孔和一个出水孔，四个进气孔互相间隔90°，进水孔与相邻的进气孔之间呈45°夹角，出水孔与相邻的进气孔之间也呈45°夹角；进气片主体(2)上沿圆周方向设置有四段圆弧形水槽；分布在四个进气孔之间；进水孔和出水孔分别与其中相对的两个圆弧形水槽连通，每个进气孔的两侧均设置有两个扇形侧面水槽，将进气孔两边相邻的圆弧形水槽连通，同时避开进气孔，使得四段圆弧形水槽连通为一个整体环形的水槽，且水道和气道相互隔离；镶块(1)安装在扇形侧面水槽处，镶环(5)安装在圆弧形水槽上使得水道封闭，且镶块(1)和镶环(5)分别位于进气片主体(2)两侧；

气延长管(3)连接在进气孔处，其端部通过接管嘴(4)连接外部气源，用于将外部输入冷空气输送到进气片主体(2)内腔中；水延长管(6)分别连接在进水孔和出水孔处，端部也连接有接管嘴(4)，软化、去离子的高压冷却水从进水孔通入水道，从出水孔流出，实现散热。

进一步的，所述的进气孔直径为φ7mm～φ8m，能通入3.5～4Kg/s的工作气体。

进一步的，所述的进水孔和出水孔直径均为φ8mm～φ10mm。

进一步的，进水孔和出水孔之间夹角为180°。

进一步的，扇形侧面水槽的圆心与进气片主体(2)的圆形同心。

进一步的，所述的进气片主体(2)内腔直径为φ100mm～φ150mm，环形水槽深14～18mm，沿径向宽3～4mm，内腔处壁厚3～5mm，扇形侧面水槽深2～3mm。

进一步的，所述的进气片主体(2)材质为紫铜，镶块(1)和镶环(5)的材质为不锈钢。

进一步的，镶块(1)和镶环(5)采用电子束焊接工艺与进气片主体(2)组合为一体，以密封冷却水、增加强度，并能承受最大12MPa的热气压。

进一步的，该进气片单独使用或多组组合叠加使用。

本发明与现有技术相比的优点如下：