[发明专利]用于激波管的预混供气装置及其预混供气方法

说明书

本发明公开了一种用于激波管的预混供气装置及其预混供气方法。该预混供气装置包括若干条并联的气体支路，每条气体支路从前至后通过气管顺序连接气源、气源压力表、减压阀、工作压力表、流量计、单向阀和截止阀最后经管路连接至激波管管体同一截面上均布的进气孔。该预混供气方法首先确定混合气体中各组分的压比；其次分别调节各气体支路的减压阀，控制各气体支路流经流量计的气体流量；随后，同时打开各气体支路的截止阀，各气体支路的气体同时充入激波管管体；最后，同时关闭各气体支路的截止阀，充气完毕。该预混供气装置和预混供气方法基于流量计，适用于更宽气源压力波动范围，安全性好、控制方法简便，能够满足各类型试验的要求。

技术领域

本发明属于激波管技术领域，具体涉及一种用于激波管的预混供气装置及其预混供气方法。

背景技术

激波管是一种产生高温高压气流的试验装置。由于激波管能够比较简便地将气体加热、加压和加速至很高的参数，因此被广泛应用于航天、航空、爆炸工程、化学与物理学等领域。

针对不同的试验需求，需要将预混燃气或者试验气体充入激波管管体。常规的气体预混一般通过气体分压控制气体组分、分子热运动实现气体组分的相互混合，而激波管管体属于细长管体，使用这种预混方式存在气体组分比例控制精度低、气体混合耗时长且很难保证混合均匀，并不适用。

目前，针对激波管充气的特殊需要，设计的激波管充气系统大多采用临界喷管充气原理，利用喷管喉道达到声速后出口背压不影响气体质量流量来控制充气比例，临界喷管上游压力采用手动或自动调整，保证气源压力波动在一定的范围内。但是，这种利用喷管喉道控制流量，对气源压力波动范围有比较严格的限定，具有一定的局限性。采用喷管喉道充气事先会根据充气比例选取适当的喉道尺寸，使得各支路的喷管入口压力大致接近，这样可充分利用气源内的气体。当充气比例调整后，会出现部分喷管喉道的临界入口压力较低、部分喷管喉道的临界喉道入口压力较高的情况，有些支路的气源得不到充分使用。甚至，如果充气比例调整幅度过大，现有供气气源无法满足需求，还不得不更换喷管喉道，降低试验效率。

当前，为了保证充入的气体混合均匀、组分准确，亟需发展一种适用于更宽气源压力波动范围的用于激波管的预混供气装置及其预混供气方法。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种用于激波管的预混供气装置，本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种用于激波管的预混供气装置的预混供气方法。

本发明的用于激波管的预混供气装置，其特点是，所述的预混供气装置包括若干条并联的气体支路，每条气体支路从前至后通过气管顺序连接气源、流量计、单向阀和截止阀，最后经管路连接至激波管管体同一截面上均布的进气孔。

进一步地，所述的流量计前方顺序连接工作压力表、减压阀和气源压力表。

进一步地，所述的流量计为速度式流量计、容积式流量计和差压式流量计中的一种。

本发明的用于激波管的预混供气装置的预混供气方法，所述的预混供气方法包括以下步骤：

a.根据试验要求，确定混合气体中各组分的比例；

b.根据混合气体中各组分的比例，分别调节各气体支路的减压阀，通过工作压力表控制各气体支路流经流量计的气体流量；

c.当各气体支路的气体流量达到要求后，同时打开各气体支路的截止阀，各气体支路的气体同时充入激波管管体；

d.当激波管管体内充气压力达到设定值后，同时关闭各气体支路的截止阀，充气完毕。

本发明的用于激波管的预混供气装置中的气源压力表、减压阀、工作压力表和流量计共同组成流量控制系统，流量控制系统中的流量计是核心部件，流量控制系统可以替换为至少包括流量计在内的其他结构形式。流量计能够在较大的压力变化范围内进行流量调节，保证供气过程中的流量稳定，克服喷管喉道在充气过程中无法适应背压大范围波动的缺点。