[发明专利]一种高温富氧高速冲刷条件下模拟烧蚀的测试方法

权利要求书

1.一种高温富氧高速冲刷条件下模拟烧蚀的测试方法，其特征在于：采用超音速火焰烧蚀枪进行，具体步骤包括：

步骤S001：检测待测试样的外观、尺寸及初始质量，并拍照记录；

步骤S002：将待测试样固定安装在测试台上，超音速火焰烧蚀枪位于测试台上；并在待测试样的待烧蚀面的背面均布热电偶；

步骤S003：调节超音速火焰烧蚀枪位置，使得超音速火焰烧蚀枪端部与待测试样的中心距离为A且超音速火焰烧蚀枪轴线与待测试样表面垂线方向之间的夹角为c；

步骤S004：接通超音速火焰烧蚀枪与冷却水，并开启热电偶进行实施温度数据的采集；

步骤S005：调节超音速火焰烧蚀枪角度至调试位置，接通氧气、天然气与压缩空气至并开启自动点火装置进行点火，并逐渐增加三种气体流量至工作流量；接通超音速火焰烧蚀枪的送粉管，通过轴向送粉的方式送入氧化铝与硅酸铝复合陶瓷粉末，待焰流稳定，形成氧化性且含固液两相离子流的超音速焰流；

步骤S006：预设烧蚀时间；调节超音速火焰烧蚀枪角度至烧蚀位置，开始对试样进行烧蚀并开始烧蚀计时，开始高温燃气流与固液两相粒子流对于待测试样待烧蚀面的烧蚀冲刷；

步骤S007：当烧蚀时间到达预设值时或试样出现烧穿现象时，迅速调节超音速火焰烧蚀枪角度至调试位置，停止送粉，并逐渐减少工作气体流量，关闭自动点火装置，火焰熄灭；

步骤S008：试验完毕，按顺序关闭天然气气阀、氧气气阀、送粉器阀门及冷却水系统；待试样冷却至室温后，取出试样进行冲刷测试后试外观、尺寸测量及质量损失，并拍照记录。

2.根据权利要求1所述的一种高温富氧高速冲刷条件下模拟烧蚀的测试方法，其特征在于：所述超音速火焰烧蚀枪包括载气座、送粉管、封闭座、喷嘴、冷却壳体及固定头；载气座包括内壳体与外壳体，它们之间同轴设置且外壳体设置在内壳体外圈，外壳体与内壳体之间形成燃气流道；送粉管与内壳体同轴设置且送粉管设置在内壳体内，送粉管与内壳体之间形成助燃气流道；内壳体前端设置喷嘴且喷嘴与内壳体共轴线，喷嘴包括燃烧室与喷射室，燃烧室与喷射室均为锥形结构且燃烧室与喷射室平滑连通，燃烧室位于靠近内壳体的一端且燃料腔内设置自动点火装置；外壳体与喷嘴之间且位于外壳体与喷嘴外壁设置封闭座；冷却壳体设置在载气座与喷嘴的外壁且冷却壳体与它们同轴设置，冷却壳体内壁与外壳体外壁、封闭座外壁之间形成压缩空气流道，燃气流道、助燃气流道、压缩空气流道均与燃料腔连通；冷却壳体内壁与喷嘴远离内壳体段的外壁之间形成第一冷却流道；固定头设置在冷却壳体外壁且与喷嘴远离内壳体的外壁连接，固定头内壁与冷却壳体形成第二冷却流道，且第一冷却流道与第二冷却流道通过通孔进行连通。

3.根据权利要求1或2所述的一种高温富氧高速冲刷条件下模拟烧蚀的测试方法，其特征在于：所述送粉管远离喷嘴的一端与双通道高精度送粉器连通；所述燃气流道与天然气瓶连通，所述助燃气流道与氧气瓶连通，所述压缩空气流道与压缩空气管道连通且压缩空气管道内填充有压缩空气。

4.根据权利要求2或3所述的一种高温富氧高速冲刷条件下模拟烧蚀的测试方法，其特征在于：所述燃烧室的收敛角a为12.5°～13.5°，喷射室的扩张角b为2.5°～3.5°；燃烧室与喷射室连接处的喉部直径D为φ6.9mm～φ7.1mm。

5.根据权利要求2或4所述的一种高温富氧高速冲刷条件下模拟烧蚀的测试方法，其特征在于：所述燃烧室的长度L为13.5～18.5mm，所述喷射室的长度N为55.6～60.5mm，所述燃烧室与喷射室连接处的喉部长度S为1～2mm。

6.根据权利要求2所述的一种高温富氧高速冲刷条件下模拟烧蚀的测试方法，其特征在于：所述冷却壳体上分别设置冷却进口与冷却出口，且冷却进口、冷却出口分别与冷却水系统连通。