[发明专利]一种三级多喷管中心引射器

说明书

技术领域

本发明涉及一种多级引射器，特别是一种三级多喷管中心引射器。

背景技术

引射器是一种气体机械，通常由以下四部分组成：引射气流喷管、被引射气流管道、混合室、扩散段。它是依靠一股高压气流的作用，使低压气流的总压增加，通过湍流混合，把能量由一股气流传给另一股气流。具体说来，就是总压高的引射气流，以很高的速度从喷管出来，进入混合室，并在混合室前部形成低静压，把混合室前部总压低的被引射气流吸走，两股气流沿混合室流动的过程中，发生湍流混合，引射气流的一部分动能传给被引射气流，结果两股气流形成的混合气流速度渐渐均匀，混合气流总压大于被引射气流总压，然后经扩散段的扩压作用升高静压，最终排到环境中。

由于引射器具有抽真空和提高被引射气流总压的作用，不直接消耗机械能，而且，结构简单，没有运动部件，几何上的对称也容易实现，制造方便，所需配套系统和使用维护都不复杂，特别是对于有腐蚀性的流体，更显示出其独特的优点。因此，引射器被广泛应用于各个领域。尤其是广泛应用于动力工程和化工工程相关的领域，例如：

航空航天技术领域：用作风洞或试车台的动力装置或辅助抽真空装置；

兵器工业技术领域：用作激光武器的抽真空装置；

电力工业技术领域：用在发电厂的燃料燃烧设备、蒸汽锅炉的给水系统、汽轮机的调节系统、发电机的空气冷却系统等；

制冷技术领域：作为引射制冷装置的主要和辅助设备；

工业运输技术领域：用作输送固体的颗粒状物料和液体等。

航天十一院作为国内第一个专门的空气动力学研究单位，为提高三声速风洞和高超声速风洞的模拟能力，从上世纪六十年代就开始了引射器的研究和应用工作。并且不断地把研究成果应用在新风洞的建设和已有风洞的改造中。如利用改进FD03高超声速风洞引射器系统的成果，在上世纪九十年代中期建成了国内先进的FD07高超声速风洞(喷管出口直径0.5m)；把FD06三声速风洞的抽吸式引射器，从声速引射器改造成现在的超声速引射器，改善了引射效率。

但是不管是“921”重点工程中航天十一院建设的FD07高超声速风洞还是29基地在60年代中建设的FL-31高超声速风洞(两者喷管出口直径均为0.5m)，都是航天十一院参照FD03高超声速风洞的引射器，在上世纪60-70年代设计的。由于采用了老式的多级环形引射器，在使用中明显感到抽吸能力不足。FD07高超声速风洞在高马赫数线(Ma＝10-12)中虽然采用了三级环形引射器，但模型堵塞比大到一定程度时仍难以启动。而新型号的研制需要在大尺寸模型上进行新的试验技术研究，如某型号的被动滚控技术气动特性的试验研究等，要求模型的堵塞比更大。由于多级环形引射器的能量损失大，使其抽吸能力不足、耗气量大，造成高超声速风洞难以启动和运行成本高；而且这种环形引射器的噪音大，结构不紧凑，使高超声速风洞的多级环形引射器的体积庞大。所以，新型号气动力和气动热的研究工作的进行、高超声速风洞运行成本的降低、运行环境的改善、以及新的大型航天气动设备的建设，如1.2m×1.2m三声速风洞、φ1.2m高超声速风洞、φ1.0m电弧风洞、超燃发动机试车台等，都迫切需要高效节能、噪音小、结构紧凑的新型引射器。

迄今为止，在风洞和试车台上应用的引射器类型多数为环形引射器。因为环形引射器相对于多喷管中心引射器而言，其结构相对简单，比较容易实现。但是相对于多喷管中心引射器，环形引射器的混合室单位长度的摩擦损失大，引射气流和被引射气流的混合过程比较缓慢，因而造成结构尺寸大，混合效率低。尤其对于大尺寸风洞，环形引射器的不利之处变得更加明显。大尺寸风洞被引射气流的流量大，相应的流动面积大，被引射器气流中心不易受到引射气流影响，两股气流的完全混合困难，混合效率低。而且在结构上，环形引射器的混合室长度必须加长，造成环形集气室的结构庞大，相应的承压法兰等部件不易加工等。因此大型风洞一般都趋向于采用多喷管中心引射器，多喷管中心引射器的引射效率高，结构上可以把庞大的不易加工的部件分解，降低加工难度。如29基地的FL26亚跨声速风洞(试验段尺寸2.4m×2.4m)和瑞典T1500风洞都采用了多喷管中心引射器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种抽吸效果好、便于加工制造的三级多喷管中心引射器。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：