多接口电弧加热气体解旋混合室制造技术

本发明专利技术公开了一种多接口电弧加热气体解旋混合室，包括：混合室本体，其为多边形柱状筒体结构，所述混合室本体的一端设置一测量接口，另一端设置一气体流出接口，所述测量接口向混合室本体内贯通至所述气体流出接口以形成主腔室；多条气流入口通道，其均匀贯通设置在混合室本体的侧壁上，经由所述多条气流入口通道进入所述主腔室内的进气流动方向处于同一平面，且所述多条气流入口通道内的进气流动方向与所述气体流出接口的出气流动方向不一致。本发明专利技术的混合室提供了多条气流入口通道，允许多台电弧加热器并联运行，利于产生高温高压的流场，该混合室通过强制热气流交叉并转向，对热气流进行解旋，利于产生均匀的流场，同时该混合室冷却效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混合室。更具体地说，本专利技术涉及一种气动热地面模拟实验用的多接口电弧加热气体解旋混合室。
技术介绍
混合室是接收电弧加热器加热的空气，在此调节气流温度和压力，并以此来模拟飞行热环境的关键部件。随着航天技术的发展，对气动热地面模拟技术的要求越来越高，某些类型的试验需要提供高温高压并且均匀的热气流，这需要电弧加热器提供大功率、大流量的运行工况，而随着电弧功率和气体流量的增加，电弧加热器的损坏愈加严重，此时希望提供多台电弧加热器并联运行来解决该问题，同时要解除热气流的旋转。要解决这些问题，必须研制一种新型混合室。国内之前使用的混合室只有两个接口，一端连接电弧加热器，一端连接喷管，混合室均采用水冷夹层结构。之前的混合室无法连接多台电弧加热器，需要提供大功率工况时对单台电弧加热器损害较大；同时之前的混合室不能解除气流的旋转，旋转的热气流到达喷管出口时容易使模型烧蚀不均匀；并且之前的混合室水冷夹层结构冷却效果虽然好，但壳体较薄，当气流压力或冷却水压力高于一定范围时，水冷夹层结构混合室将产生塑性变形。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术设计开发了一种多接口电弧加热气体解旋混合室。本专利技术还有一个目的是提供一种能够同时连接多台电弧加热器的混合室。本专利技术另一个目的是通过合理设计混合室的结构，使电弧加热器产生的旋转气流得到解旋。本专利技术的另一个目的是通过合理的设计冷却水通道解决了混合室的冷却问题。为达到上述目的，本专利技术提供了一种多接口电弧加热气体解旋混合室，包括：混合室本体，其为多边形柱状筒体结构，所述混合室本体的一端设置一测量接口，另一端设置一气体流出接口，所述测量接口向所述混合室本体内贯通至所述气体流出接口以形成主腔室；多条气流入口通道，其均匀贯通设置在所述混合室本体的侧壁上，经由所述多条气流入口通道进入所述主腔室内的进气流动方向处于同一平面，且所述多条气流入口通道内的进气流动方向与所述气体流出接口的出气流动方向不一致。由于在所述混合室本体的侧壁上开设了多条气体入口通道，因此可连接多台电弧加热器，由多台电弧加热器吹出的电弧加热气体通过所述多条气体入口通道进入主腔室内，当多台电弧加热器并联产生大功率电弧时，每台电弧加热器的运行功率都可以控制在合理范围内，从而对对每台电弧加热器烧损较小，利于电弧加热器的长时间稳定运行，主腔室多条气流的进气流动方向在所述主腔室内形成一个平面，以使得多条热气流在所述主腔室内进行交叉混合，利于产生均匀的流场，气体流出接口交叉混合后的气流经过一定角度的转向后从气体流出接口喷出，以实现对混合气流的解旋，从而增加了流场的均匀度。优选的是，其中，还包括：第一冷却水通道，其包括多条，且多条所述第一冷却水通道的始端均匀开设在靠近所述测量接口的所述混合室本体的侧壁上，且向所述主腔室延伸至所述第一冷却水通道的终端；第二冷却水通道，其包括多条，且多条所述第二冷却水通道的始端均匀开设在靠近所述气体流出接口的所述混合室本体的侧壁上，且向所述主腔室延伸至所述第二冷却水通道的终端；冷却腔室，其连通所述第一冷却水通道的终端与所述第二冷却水通道的终端，且贯通所述混合室本体的一端和另一端，从所述第一冷却水通道或所述第二冷却水通道流入所述冷却腔室的冷却水包裹所述主腔室；其中，当所述第一冷却水通道为冷却水进口通道时，所述第二冷却水通道为冷却水出口通道；当所述第二冷却水通道为冷却水进口通道时，所述第一冷却水通道为冷却水出口通道。在混合室本体的侧壁上开设了多条冷却水通道，这使得混合室本体具有较好的冷却效果，例如每条冷却水通道的孔径在10mm～20mm之间，冷却水通道的总截面积与冷却腔室的截面积大致相等，使所述混合室本体得到均匀的冷却。优选的是，其中，还包括：封口装置，其设置在所述混合室本体的一端和另一端，以使得所述冷却腔室形成一密闭腔室。优选的是，其中，所述气体流出接口的出气流动方向垂直于所述多条气流入口通道内的进气流动方向形成的平面。其他角度也可实现解旋目的，但是流场的均匀度难以达到最佳效果，当为90度时，解旋效果最好，流场均匀度最佳。优选的是，其中，所述冷却腔室与所述主腔室之间的距离为4mm。所述冷却腔室与主腔室的距离取值很重要。两个腔室之间的距离越小，冷却效果越好，两个腔室之间的距离越大，强度越大，所以要选择合适的距离，即能保证冷却效果，又能保持很高的强度。经过计算和试验，选择所述冷却腔室与主腔室的距离为4mm。优选的是，其中，所述冷却腔室内嵌设有导流块。以强迫冷却水均匀流动，增强冷却效果。优选的是，其中，所述第一冷却水通道和所述第二冷却水通道的始端在所述混合室本体的侧壁上形成三角形密封槽。优选的是，其中，还包括：密封圈，其嵌设在所述三角形密封槽内，以密封所述第一冷却水通道和所述第二冷却水通道与冷却水接管的连接处。例如为O型密封圈，将O型密封圈设置在三角形密封槽内，O形密封圈在三角形的密封槽内受到冷却水挤压时顺斜面向截面积更小处移动，能够自行加强密封性能。优选的是，其中，所述主腔室与所述混合室本体外缘的距离为30mm～70mm。如果主腔室与所述混合室本体外缘的距离较小，当气流压力或冷却水压力高于一定范围时，混合室的整体结构将产生塑性变形。因此在节约成本的基础上，需要提供合适的距离，以提高混合室的强度优选的是，其中，所述混合室本体为六边形柱状筒体结构。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术提供的多接口电弧加热气体解旋混合室具有多个气流入口通道，可接通多台电弧加热器，解决了因只能接通一台电弧加热器，由于增加运行功率而损坏加热器，缩短使用寿命的问题。2、本专利技术提供的多接口电弧加热气体解旋混合室通过合理的设置气体进入方向和气体流出方向，解决了从混合室喷出的气体旋转的问题，从而避免了因气流不均匀而对模型产生非均匀烧灼的现象。3、本专利技术提供的多接口电弧加热气体解旋混合室通过设置多条冷却水通道以及在冷却腔室内设置导流块，解决了对于混合室本体这种复杂结构进行冷却的问题，且冷却效果好。4、本专利技术提供的多接口电弧加热气体解旋混合室合理设计了两个腔室之间的距离以及主腔室与混合室本体外壁的距离，不仅保证了冷却效果，而且保证了混合室本体的强度。5、本专利技术提供的多接口电弧加热气体解旋混合室可为多边形柱状筒体结构，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多接口电弧加热气体解旋混合室，其特征在于，包括：混合室本体，其为多边形柱状筒体结构，所述混合室本体的一端设置一测量接口，另一端设置一气体流出接口，所述测量接口向所述混合室本体内贯通至所述气体流出接口以形成主腔室；多条气流入口通道，其均匀贯通设置在所述混合室本体的侧壁上，经由所述多条气流入口通道进入所述主腔室内的进气流动方向处于同一平面，且所述多条气流入口通道内的进气流动方向与所述气体流出接口的出气流动方向不一致。

【技术特征摘要】
1.一种多接口电弧加热气体解旋混合室，其特征在于，包括：
混合室本体，其为多边形柱状筒体结构，所述混合室本体的一端设置一
测量接口，另一端设置一气体流出接口，所述测量接口向所述混合室本体内
贯通至所述气体流出接口以形成主腔室；
多条气流入口通道，其均匀贯通设置在所述混合室本体的侧壁上，经由
所述多条气流入口通道进入所述主腔室内的进气流动方向处于同一平面，且
所述多条气流入口通道内的进气流动方向与所述气体流出接口的出气流动方
向不一致。
2.如权利要求1所述的多接口电弧加热气体解旋混合室，其特征在于，
还包括：
第一冷却水通道，其包括多条，且多条所述第一冷却水通道的始端均匀
开设在靠近所述测量接口的所述混合室本体的侧壁上，且向所述主腔室延伸
至所述第一冷却水通道的终端；
第二冷却水通道，其包括多条，且多条所述第二冷却水通道的始端均匀
开设在靠近所述气体流出接口的所述混合室本体的侧壁上，且向所述主腔室
延伸至所述第二冷却水通道的终端；
冷却腔室，其连通所述第一冷却水通道的终端与所述第二冷却水通道的
终端，且贯通所述混合室本体的一端和另一端，从所述第一冷却水通道或所
述第二冷却水通道流入所述冷却腔室的冷却水包裹所述主腔室；
其中，当所述第一冷却水通道为冷却水进口通道时，所述第二冷却水通
道为冷却水出口通道；
当所述第二冷却水通道为冷却水进口通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁国伍，陈连忠，陈海群，付建壮，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11