【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴液流試驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置和方法。
技術(shù)介紹
1、雙組元噴嘴組件的噴注類型為離心式，由于結(jié)構(gòu)尺寸較小且通過的質(zhì)量流量可以設(shè)計(jì)得很大，而廣泛應(yīng)用于大推力液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中，其工作原理為液流經(jīng)過噴嘴殼體上的徑向孔進(jìn)入旋流腔，受旋流腔壁面作用形成旋流，同時(shí)以一定的速度向噴孔出口流動(dòng)，依靠離心力甩成錐形液膜進(jìn)行霧化，可以實(shí)現(xiàn)良好的霧化效果。雙組元噴嘴采用雙組元自燃推進(jìn)劑，包括氧化劑和燃料，兩者接觸即自燃，雙組元推進(jìn)劑依據(jù)一定的流量比例經(jīng)由各自的流道后從噴嘴流出，且流道之間必須實(shí)現(xiàn)良好的隔離和密封，以防止接觸爆炸。兩種組元推進(jìn)劑霧化混合的質(zhì)量好壞直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能水平。
2、因此，雙組元噴嘴組件在生產(chǎn)和試驗(yàn)過程中，需要對其流阻、兩種組元混合噴霧場錐角、混合效果等流動(dòng)特性同時(shí)進(jìn)行測量，根據(jù)其工作原理，液體僅能從徑向孔進(jìn)入，同時(shí)必須隔離其他進(jìn)入內(nèi)腔的流動(dòng)通道，目前的液流試驗(yàn)裝置無法滿足試驗(yàn)要求。
3、經(jīng)現(xiàn)有技術(shù)專利文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，公開號為cn112557044a的中國專利技術(shù)專利文獻(xiàn)，公開了一種雙組元噴嘴液流性能測試裝置，上噴嘴上端設(shè)置進(jìn)水口，下噴嘴外壁上進(jìn)水孔位于上噴嘴下端外周面上的環(huán)形缺口內(nèi)。
4、專利文獻(xiàn)cn113740047a的中國專利技術(shù)專利文獻(xiàn)兩側(cè)進(jìn)水接管嘴為2個(gè)，對稱設(shè)置，且中心線同軸，僅能對一個(gè)噴嘴進(jìn)行測量，無法實(shí)現(xiàn)對兩個(gè)獨(dú)立噴嘴分別進(jìn)液的功能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本
2、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置，包括：測試上殼體1、測試下殼體2、墊塊3以及堵蓋4；
3、所述測試上殼體1與測試下殼體2能夠配合形成容納空間，所述容納空間能夠安裝雙組元噴嘴組件；
4、所述堵蓋4能夠在所述容納空間中，放置在雙組元噴嘴組件中的內(nèi)噴嘴8內(nèi)部，上端接觸墊塊3，下端能夠封堵所述內(nèi)噴嘴8的內(nèi)腔。
5、優(yōu)選地，所述測試上殼體1包括第一進(jìn)液管嘴11、壓塊12以及環(huán)形體13；
6、所述壓塊12設(shè)置在環(huán)形體13內(nèi)部；
7、所述壓塊12設(shè)置有上臺階孔121、過流孔122以及下臺階孔123；
8、所述第一進(jìn)液管嘴11的下端設(shè)置在上臺階孔121內(nèi)，通過過流孔122與下臺階孔123連通。
9、優(yōu)選地，所述測試下殼體2包括中間套管21、集液環(huán)板22、第二進(jìn)液管嘴23以及底座24；
10、所述中間套管21設(shè)置有中心腔211、定位臺階212、導(dǎo)通腔213、環(huán)形腔214、環(huán)形臺階215以及導(dǎo)通孔216；
11、所述中心腔211設(shè)置在導(dǎo)通腔213的上端；所述導(dǎo)通孔216連通環(huán)形腔214和導(dǎo)通腔213；
12、所述集液環(huán)板22分為兩個(gè)半環(huán)，設(shè)置在中間套管21的環(huán)形臺階215內(nèi)，其徑向設(shè)置有與中間套管21的環(huán)形腔214連通的設(shè)置在集液環(huán)板22上的進(jìn)液口221；
13、所述第二進(jìn)液管嘴23設(shè)置在所述集液環(huán)板22的外壁上，且與進(jìn)液口221連通；所述底座24設(shè)置在所述中間套管21的下端，其端面設(shè)置有與中間套管21導(dǎo)通腔213連通的橫向臺階241和中心孔242。
14、優(yōu)選地，所述墊塊3為凹型結(jié)構(gòu)，設(shè)置有盲孔31和徑向連通孔32；
15、所述盲孔31上端設(shè)置在所述測試上殼體1的壓塊12的下臺階123內(nèi)，與所述壓塊12的過流孔122連通，并通過徑向連通孔32與所述測試上殼體1的環(huán)形體13的內(nèi)腔連通。
16、優(yōu)選地，所述堵蓋4為矩形結(jié)構(gòu)，能夠設(shè)置于內(nèi)噴嘴8的入口臺階83內(nèi)，其上端與所述墊塊3的下端接觸，其下端封堵所述內(nèi)噴嘴8的內(nèi)腔。
17、優(yōu)選地，當(dāng)安裝有外噴嘴7和內(nèi)噴嘴8時(shí)，所述內(nèi)噴嘴8的下端設(shè)置在所述外噴嘴7內(nèi)；所述外噴嘴7和內(nèi)噴嘴8的上端位于所述測試上殼體1的環(huán)形體13內(nèi)，下端穿過所述上殼體2的底座24的中心孔242；
18、其中，所述外噴嘴7和內(nèi)噴嘴8，二者均為套管通孔結(jié)構(gòu)；
19、所述外噴嘴7在外壁上臺階71和中臺階72之間設(shè)置有第一徑向進(jìn)液孔77，且與外噴嘴7的內(nèi)腔連通；所述第一徑向進(jìn)液孔77為徑向孔，周向均布n個(gè)，n≥3；
20、所述內(nèi)噴嘴8的上端面高出外噴嘴7的上端面外壁上設(shè)置有第二徑向進(jìn)液孔86，且與內(nèi)腔連通；所述第二徑向進(jìn)液孔86為徑向孔，周向均布n個(gè)，n≥3；
21、所述內(nèi)噴嘴8的入口臺階83上端面低于堵蓋4的高度。
22、優(yōu)選地，所述墊塊3、所述測試上殼體1的環(huán)形體13、所述第一密封墊圈5與所述外噴嘴7、所述內(nèi)噴嘴8之間形成第一集液腔j；
23、所述中間套管的環(huán)形腔214為第二集液腔k；
24、所述中間套管的導(dǎo)通腔213、所述第一密封墊圈5、所述第二密封墊圈6與所述外噴嘴7之間形成第三集液腔l；
25、所述內(nèi)噴嘴8的內(nèi)腔形成第一旋流腔x；
26、所述外噴嘴7、與所述內(nèi)噴嘴8之間形成第二旋流腔y。
27、優(yōu)選地，第一進(jìn)液管嘴11、第二進(jìn)液管嘴23兩者分別設(shè)置于測試上殼體1的上面、側(cè)面，兩者獨(dú)立進(jìn)液，通過流量控制模擬氧化劑、燃料兩種推進(jìn)劑組元的流動(dòng)狀態(tài)。
28、優(yōu)選地，第一進(jìn)液管嘴11、第二進(jìn)液管嘴23兩者模擬液體進(jìn)入徑向孔之前的流動(dòng)狀態(tài)和進(jìn)入徑向孔后兩路液體霧化混合的狀態(tài)。
29、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種雙組元噴嘴組件的液流試驗(yàn)方法，采用所述的適用于雙組元噴嘴組件的液流試驗(yàn)裝置，進(jìn)行液流試驗(yàn)。
30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下的有益效果：
31、1、本專利技術(shù)解決了雙組元噴嘴組件中內(nèi)外噴嘴同時(shí)徑向進(jìn)液情況下流動(dòng)特性測量的問題，其結(jié)構(gòu)緊湊、固定牢靠、裝拆方便，可滿足多種徑向孔徑的噴嘴組件測試。
32、2、本專利技術(shù)將噴嘴組件裝夾在裝置內(nèi)，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了雙組元噴嘴組件兩路流道分別徑向進(jìn)液，有效封堵了軸向流動(dòng)通道，保證液體僅能通過徑向孔進(jìn)入旋流腔內(nèi)，可以模擬發(fā)動(dòng)機(jī)工作場景。
33、3、本專利技術(shù)通過對噴嘴組件的流阻和耦合噴霧場進(jìn)行檢查和篩選，并將不同流動(dòng)特性的噴嘴組件進(jìn)行匹配，安裝在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器的不同區(qū)域，提高火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率，同時(shí)改善燃燒能量過于集中的問題。
34、4、本專利技術(shù)進(jìn)水接管嘴分別設(shè)置在殼體上面和側(cè)面，在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)噴嘴進(jìn)液通道的有效隔離和密封，而且能夠分別控制兩路進(jìn)液通道的流量，模擬氧化劑和燃料兩種推進(jìn)劑組元的流動(dòng)狀。此外，本專利技術(shù)將進(jìn)水接管嘴分別設(shè)置在殼體上面和側(cè)面，與發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)下推進(jìn)劑進(jìn)入噴嘴的流動(dòng)方向和接口數(shù)量是一致的，可以盡可能模擬液體進(jìn)入徑向孔之前的流動(dòng)狀態(tài)和進(jìn)入徑向孔后兩路液體霧化混合的狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)對噴霧場混合效果的評估和篩選。
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1.一種雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括：測試上殼體(1)、測試下殼體(2)、墊塊(3)以及堵蓋(4)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述測試上殼體(1)包括第一進(jìn)液管嘴(11)、壓塊(12)以及環(huán)形體(13)；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述測試下殼體(2)包括中間套管(21)、集液環(huán)板(22)、第二進(jìn)液管嘴(23)以及底座(24)；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述堵蓋(4)為矩形結(jié)構(gòu)，能夠設(shè)置于內(nèi)噴嘴(8)的入口臺階(83)內(nèi)，其上端與所述墊塊(3)的下端接觸，其下端封堵所述內(nèi)噴嘴(8)的內(nèi)腔。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置，其特征在于，當(dāng)安裝有外噴嘴(7)和內(nèi)噴嘴(8)時(shí)，所述內(nèi)噴嘴(8)的下端設(shè)置在所述外噴嘴(7)內(nèi)；所述外噴嘴(7)和內(nèi)噴嘴(8)的上端位于所述測試上殼體(1)的環(huán)形體(13)內(nèi)，下端穿過
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述墊塊(3)、所述測試上殼體(1)的環(huán)形體(13)、所述第一密封墊圈(5)與所述外噴嘴(7)、所述內(nèi)噴嘴(8)之間形成第一集液腔J；
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置，其特征在于，第一進(jìn)液管嘴(11)、第二進(jìn)液管嘴(23)兩者分別設(shè)置于測試上殼體(1)的上面、側(cè)面，兩者獨(dú)立進(jìn)液，通過流量控制模擬氧化劑、燃料兩種推進(jìn)劑組元的流動(dòng)狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置，其特征在于，第一進(jìn)液管嘴(11)、第二進(jìn)液管嘴(23)兩者模擬液體進(jìn)入徑向孔之前的流動(dòng)狀態(tài)和進(jìn)入徑向孔后兩路液體霧化混合的狀態(tài)。
10.一種雙組元噴嘴組件的液流試驗(yàn)方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的適用于雙組元噴嘴組件的液流試驗(yàn)裝置，進(jìn)行液流試驗(yàn)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括：測試上殼體(1)、測試下殼體(2)、墊塊(3)以及堵蓋(4)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述測試上殼體(1)包括第一進(jìn)液管嘴(11)、壓塊(12)以及環(huán)形體(13)；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述測試下殼體(2)包括中間套管(21)、集液環(huán)板(22)、第二進(jìn)液管嘴(23)以及底座(24)；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述堵蓋(4)為矩形結(jié)構(gòu)，能夠設(shè)置于內(nèi)噴嘴(8)的入口臺階(83)內(nèi)，其上端與所述墊塊(3)的下端接觸，其下端封堵所述內(nèi)噴嘴(8)的內(nèi)腔。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙組元噴嘴組件液流試驗(yàn)裝置，其特征在于，當(dāng)安裝有外噴嘴(7)和內(nèi)噴嘴(8)時(shí)，所述內(nèi)噴嘴(8)的下端設(shè)置在所述外噴嘴(7)內(nèi)；所述外噴嘴...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐輝，陳銳達(dá)，陳泓宇，田增，周文元，關(guān)亮，陸文杰，
申請(專利權(quán))人：上?？臻g推進(jìn)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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