[发明专利]一种抗烧蚀性能测试装置及其使用方法

说明书

本申请提供一种抗烧蚀性能测试装置，包括等离子枪（3）、测试台（4）、热流密度标定装置（6）及测试辅助工装（7）；热流密度标定装置（6）包括受热端盖（8）、第一出水直管（9）、进水管（10）、出水弯管（11）、涡轮流量计（13）、第一进水咀（14）、第一出水咀（15）、第二出水直管（16）、第一密封端盖（19）及第二密封端盖（20）；测试辅助工装（7）包括火焰挡板（21）、外水冷管（24）、内水冷管（25）、第二出水咀（26）、第二进水咀（27）、热电偶套管（29）及套管堵头（31）。该装置采用等离子焰作为热源，能够有效评定超高/高熔点材料的抗烧蚀性能，避免长时间烧蚀过程中工装出现烧蚀、熔融等问题。

技术领域

本发明涉及性能测试技术领域，具体涉及一种抗烧蚀性能测试装置及其使用方法。

背景技术

目前，新型防热材料在火箭、导弹发射喷管、喉衬、燃气舵、鼻锥等多种防热部件上进行了大量应用；抗烧蚀性能是新型防热材料实际应用过程中的重要性能指标之一，其直接把关系到火箭、导弹等武器装备的工作稳定性与可靠性。

新型防热材料在工作过程中遭受的温度非常高、最高可达3000℃以上，同时，其工作过程中还遭受瞬时热冲击、热冲刷与高温化学反应等综合作用，难以采用常规的理化性能手段对新型防热材料的抗烧蚀性能进行明确表征。相对于其他抗烧蚀性能地面模拟方法，等离子烧蚀试样方法在烧蚀温度、火焰纯净度等方面具有优势，能够满足新型防热材料的地面模拟烧蚀试验、并完成材料的抗烧蚀性能试验评价要求；然而，现有技术的抗烧蚀性能测试装置无法满足超高/高熔点材料长时间测试的需求，在长时间抗烧蚀性能测试过程中易出现工装烧蚀、熔融等问题；同时，现有技术的抗烧蚀性能测试装置存在热流密度标定准确性低、对测试结果影响大、误差大等问题。

发明内容

针对以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种抗烧蚀性能测试装置，该装置采用等离子焰作为热源，能够有效评定超高/高熔点材料(如钨、钼、镍等)的抗烧蚀性能，避免长时间烧蚀过程中工装出现烧蚀、熔融等问题，确保测试过程的顺利进行、保证评价结果的准确性。

本发明的另一个目的在于提供一种抗烧蚀性能测试装置的使用方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种抗烧蚀性能测试装置，其特征在于：包括等离子枪、测试台、热流密度标定装置及测试辅助工装；热流密度标定装置与测试辅助工装分别固定安装在测试台端面，等离子枪安装在测试台对面且分别对应热流密度标定装置、测试辅助工装设置两个工位(即等离子枪能够在以测试台端面为基准的水平面内进行上、下滑动)；热流密度标定装置包括受热端盖、第一出水直管、进水管、出水弯管、涡轮流量计、第一进水咀、第一出水咀、第二出水直管、第一密封端盖及第二密封端盖；测试辅助工装包括火焰挡板、外水冷管、内水冷管、第二出水咀、第二进水咀、热电偶套管及套管堵头。

作进一步优化，所述测试装置还包括工业电脑与传输线，工业电脑通过传输线分别与等离子枪、热流密度标定装置、测试辅助工装电连接，用于控制等离子枪的开关与移动、惰性气体的开关与流量、实时温度检测与曲线绘制、冷却水的接入等。

作进一步优化，所述进水管同轴设置在第一出水直管内(即进水管与第一出水直管中轴线共线且第一出水直管内径大于进水管外径)且进水管两端分别贯穿第一出水直管两端，第一出水直管一端端部固定设置受热端盖且受热端盖内腔与进水管、第一出水直管对应端连通；出水弯管设置在第一出水直管一侧外壁且与第一出水直管连通，出水弯管远离第一出水直管的一端通过涡轮流量计与第二出水直管连通；第二出水直管外壁设置第一出水咀且第二出水直管远离涡轮流量计的端部通过第一密封端盖密封；进水管远离受热端盖的一端通过第二密封端盖密封且进水管位于第二密封端盖与第一出水直管之间的外壁设置第一进水咀。

优选的，所述进水管、第一出水直管、出水弯管、第二出水直管均通过安装座设置在测试台端面。