一种引射低总压冷介质二次喉道扩压器制造技术

本发明专利技术公开了一种引射低总压冷介质可调二次喉道扩压器，用于大型高超声速风洞实验段下游，可通过调节引射气量自适应较宽范围的运行条件，同时提高扩压能力，减少后段引射器的工作负担。另外，其引射的冷介质在近壁区流动还可有效保护扩压器壁面直接接触高温燃气，能减少冷却水套带来的建设成本。本发明专利技术扩压器，其新结构特征是：在扩压器收敛段前方增加侧壁凹槽，在凹槽前沿位置引入低总压常温空气作为冷介质，通过引射扩散作用在扩压器壁面形成气膜，调节二次喉道实际流通直径，较大程度上调节二次喉道的静压恢复能力，同时又降低二次喉道壁面热负荷，冷却壁面；经模拟验证，即使引射冷介质为大气条件也可达到很好的扩压和冷却效果。

A secondary throat diffuser injecting low total pressure cold medium

The invention discloses a secondary throat diffuser with adjustable low total pressure cold medium, which is used downstream of large hypersonic wind tunnel experimental section. It can adjust the operating conditions of a wider range by adjusting the amount of injected gas, at the same time improve the diffusing capacity and reduce the working burden of the rear section ejector. In addition, the flow of the ejected cold medium near the wall can effectively protect the diffuser wall from direct contact with high temperature gas, and reduce the construction cost of the cooling water jacket. The new structure features of the diffuser are: adding side wall grooves in front of the convergence section of the diffuser, introducing low total pressure and ambient temperature air as cold medium at the front of the groove, forming gas film on the wall of the diffuser through ejection diffusion, adjusting the actual flow diameter of the secondary throat, adjusting the static pressure recovery ability of the secondary throat to a large extent, and reducing the wall heat of the secondary throat. Load, cooling stave surface; Through simulation verification, even if the ejected cooling medium is atmospheric conditions, it can achieve good expansion and cooling effect.

【技术实现步骤摘要】
一种引射低总压冷介质二次喉道扩压器
本专利技术属于空气动力设备超声速风洞扩压器领域，具体涉及一种引射低总压冷介质二次喉道扩压器。
技术介绍
高超声速风洞在军事、航空、航天等领域具有重要应用，它可以模拟飞行器飞行的气动环境。但在模拟过程中，扩压扩压能力和热负荷冷却往往是不能忽视的两个方面；传统的解决做法是在风洞试验段后设置固定几何的超声速二次喉道扩压器，进行一定程度的扩压，再喷水冷却后由引射器进一步增压排出。为提高超声速二次喉道扩压能力，超声速二次喉道扩压器前段一般不喷水冷却，这将使扩压器壁直接与高温燃气接触，为保护扩压器结构，一般需在扩压器壁面上设计冷却水套。扩压器的扩压能力高低，将影响后段引射器引射载荷。扩压能力越高，引射器载荷轻，则可大幅节省引射气量，运行成本低。但是，大型超声速风洞为了适应宽范围运行状态，扩压器一般采用固定几何尺寸，按最大流通能力设计喉道直径。这就导致其在高马赫数条件下扩压性能低。而高马赫数条件静压低，增压比要求高，造成引射器负载非线性增长，运行成本大幅增长。本专利技术提出的引射低总压冷介质二次喉道扩压器能通过低总压冷介质的膨胀在二次喉道直段产生一层冷气膜，在减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种引射低总压冷介质二次喉道扩压器，其特征在于：包括流量调节阀(1)、凹槽(2)、引射喷管(3)、二次喉道压缩段(4)、二次喉道直段(5)、二次喉道扩张段(6)、冷介质(7)和压气机(8)；凹槽(2)截面为直角梯形，设在二次喉道压缩段(4)的紧前方；待二次喉道启动后，由压气机(8)或直接大气环境将低总压的气体经流量调节阀(1)由引射喷管(3)使高速气体持续不断地由凹槽(2)喷入；冷介质(7)在二次喉道压缩段(4)开始扩散，并在二次喉道直段(5)形成一层气膜；试验段来流气体在有气膜的二次喉道直段(5)处通过一系列的斜激波减速增压，在二次喉道扩张段(6)达到较高的静压，经过扩压器出口处引射排入...

【技术特征摘要】
1.一种引射低总压冷介质二次喉道扩压器，其特征在于：包括流量调节阀(1)、凹槽(2)、引射喷管(3)、二次喉道压缩段(4)、二次喉道直段(5)、二次喉道扩张段(6)、冷介质(7)和压气机(8)；凹槽(2)截面为直角梯形，设在二次喉道压缩段(4)的紧前方；待二次喉道启动后，由压气机(8)或直接大气环境将低总压的气体经流量调节阀(1)由引射喷管(3)使高速气体持续不断地由凹槽(2)喷入；冷介质(7)在二次喉道压缩段(4)开始扩散，并在二次喉道直段(5)形成一层气膜；试验段来流气体在有气膜的二次喉道直段(5)处通过一系列的斜激波减速增压，在二次喉道扩张段(6)达到较高的静压，经过扩压器出口处引射排入下级排气流道。2.根据权利要求1所述的引射低总压冷介质二次喉道扩压器，其特征在于：所述通过凹槽(2)位置引射喷管(3)高速喷射冷介质流(7)，形成气动可变二次喉道直段直径的扩压器；经过优化计算，凹槽(2)的位置取在二次喉道压缩段(4)的紧前方，经由引射喷管(3)喷射的高速气体出口马赫数为2。3.一种引射低总压冷介质二次喉道扩...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄生洪，姚翔宇，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34