一种用于等离子体风洞的混合室制造技术

本发明专利技术涉及一种用于等离子体风洞的混合室。所述混合室包括内壳和外壳，两者之间具有间隙；内壳的外壁上设有多条沿内壳的周向间隔设置的与内壳的两端连接的第一加强筋；每相邻的两条第一加强筋之间形成一个供冷却水通过的独立流道，且每个独立流道内均设置有一条沿内壳的周向设置的与内壳的两端断开的第二加强筋；外壳上设置有多个进水口和多个出水口，多个进水口和多个出水口之间在外壳的周向上交错间隔设置，使每相邻的两条第一加强筋分别对应一个进水口和一个出水口，从而在每个独立流道内，使冷却水从一个进水口进入，并绕过第二加强筋后从一个出水口流出。本发明专利技术中的混合室能消除气流的旋转作用且冷却效率高、冷却均匀。

A Mixing Chamber for Plasma Wind Tunnel

【技术实现步骤摘要】
一种用于等离子体风洞的混合室
本专利技术属于等离子体风洞试验
，尤其涉及一种用于等离子体风洞的混合室。
技术介绍
感应耦合等离子体风洞用于航天飞行器防热材料和结构的地面试验研究工作，等离子体气体的温度高达4000～10000K。目前，国内外现有的感应耦合等离子体风洞，高温气体在感应放电室内产生后，直接进入了喷管，而由于感应耦合等离子体风洞上游进气是旋转的，在风洞进气流量很小、放电室压力很低的条件下，喷管出口的气流仍然存在一定的旋转，这在很大程度上会影响航天飞行器防热材料和结构的研究工作。因此，需要提供一种用于等离子体风洞的新型装置来消除这种气流旋转的现象。等离子体风洞的气体温度很高，而现有适用于等离子体风洞的装置一般采用金属材料制成，无法长时间经受高温气体的加热，需要具有合理的冷却结构才能在产生高温气体射流的同时，保证自身结构的安全。目前，等离子体风洞的各部分(例如喷管)所采用的冷却结构均存在冷却效率低、容易在局部形成死水区域、水流速度太慢、对流换热效果不明显等问题。因此，非常有必要提供一种冷却效率高、冷却均匀的用于等离子体风洞的新型装置来有效消除气流旋转的现象。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于等离子体风洞的混合室，以解决现有技术中存在的技术问题。本专利技术中的混合室能消除气流的旋转作用并且冷却效率高、冷却均匀。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于等离子体风洞的混合室，包括内壳和设置在所述内壳外的外壳；所述外壳与所述内壳之间具有间隙，所述间隙用于供冷却水流通；所述内壳的外壁上设有多条沿所述内壳的周向间隔设置的第一加强筋，所述第一加强筋与所述内壳的两端连接；每相邻的两条所述第一加强筋之间形成一个供冷却水通过的独立流道，且每个所述独立流道内均设置有一条沿所述内壳的周向设置的第二加强筋，所述第二加强筋与所述内壳的两端断开；所述外壳上设置有多个进水口和多个出水口，多个所述进水口和多个所述出水口之间在所述外壳的周向上交错间隔设置，使每相邻的两条所述第一加强筋分别对应一个所述进水口和一个所述出水口，从而在每个所述独立流道内，使冷却水从一个所述进水口进入，并绕过所述第二加强筋后从一个所述出水口流出。优选地，所述外壳的内壁与所述第一加强筋连接，并且所述进水口和所述出水口的开口宽度均大于所述第一加强筋的宽度，使所述进水口和所述出水口均被与其各自对应的第一加强筋分隔成两通口。优选地，所述外壳的内壁还与所述第二加强筋连接。优选地，所述外壳与所述内壳同轴设置，使得所述外壳与所述内壳之间的间隙等宽。优选地，多个所述进水口和多个所述出水口设置在所述外壳的中部。优选地，所述进水口和所述出水口的数量均为3个，所述第一加强筋的数量为6条。优选地，所述混合室的长径比为2～3。优选地，所述混合室还包括设置在所述内壳上的测压管，所述测压管的一端位于所述外壳外，另一端穿过所述外壳与所述内壳连接。优选地，所述测压管靠近所述内壳用于排出高温气体的一端设置。优选地，所述测压管的长径比不小于10。本专利技术与现有技术相比至少具有如下的有益效果：(1)本专利技术中的混合室延长了等离子体风洞的放电室流出的带有旋转的气体的流动距离，通过气体内部自身的混合，消除了混合室上游气体的旋转作用，保证了混合室下游气流的稳定。(2)本专利技术中的混合室具有合理的冷却结构，其在内壳的外壁上设置与所述内壳的两端连接的多条第一加强筋，每相邻的两条所述第一加强筋之间形成一个供冷却水通过的独立流道，从而将外壳与内壳之间形成的间隙分成多个独立流道，使所述混合室的各部分可以均匀地被冷却，并且每个独立流道内均设置有一条与内壳的两端均断开的第二加强筋，使得冷却水从与一个第一加强筋相对应的进水口进入后，需要绕过第二加强筋才能从与该第一加强筋相邻的另一第一加强筋相对应的出水口流出，从而避免冷却水从进水口进入后有部分冷却水就近从出水口流出，提高了冷却水的利用率，保证冷却水的流经范围，避免局部过热，进而提高了混合室的冷却效率，使所述混合室能够在高温环境下长时间稳定运行。(3)本专利技术一些优选的实施方案中，所述第一加强筋与所述外壳的内壁连接，可以使得进入每个所述独立流道的冷却水可以在各自的流道内流动，从而使得多个独立流道之间不会发生串水的现象，进一步保证了冷却效率；所述第二加强筋与所述外壳的内壁连接，可以使得进入每个独立流道内的冷却水必须绕过所述第二加强筋才能从出水口流出，能有效避免进入所述独立流道内的冷却水直接从所述第二强筋与所述外壳的内壁之间形成的间隙流过后从相邻的第一加强筋对应的出水口流出，进一步保证了冷却水的利用率和冷却水的流经范围，从而保证了冷却效果。(4)本专利技术一些优选的实施方案中所述混合室的内壳上设置有测压管，可以用于获得高温气体的压力，该压力参数可以作为评价所述混合室下游气流的流动状态和平稳状态的重要指标。附图说明本专利技术附图仅仅为说明目的提供，图中各部件的比例与数量不一定与实际产品一致。图1是本专利技术用于等离子体风洞的混合室的一个具体实施方式的侧视图。图2是图1中A-A的斜剖视图。图3是图2中内壳的外壁结构示意图。图4是图3中B-B的剖视图。图中：1：内壳；2：外壳；3：冷却水管接头；3-1：进水管接头；3-2：出水管接头；4：测压管；5：第一加强筋；6：第二加强筋；7：前法兰；8：后法兰；9：进水口；10：出水口。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种用于等离子体风洞的混合室，图1是本专利技术用于等离子体风洞的混合室的一个具体实施方式的侧视图；图2是图1中A-A的斜剖视图，其中L-L＇线以上的部分是沿设置有第一加强筋的位置剖开，L-L＇线以下的部分是沿未设置有第一加强筋和第二加强筋的位置剖开；图3是图2中内壳的外壁结构示意图，其中分布在第一加强筋上的虚线圆圈部分用于示意进水口、出水口与相邻的两条所述第一加强筋的相对应关系，进水口和出水口均被与其各自对应的第一加强筋分隔成两通口，其中箭头表示的是每个独立流道内冷却水的流动路线示意；图4是图3中B-B的剖视图。在本专利技术中，所述混合室包括内壳1和设置在所述内壳1外的外壳2；所述外壳2与所述内壳1之间具有间隙，所述间隙用于供冷却水流通；所述内壳1的外壁上设有多条沿所述内壳1的周向间隔设置的第一加强筋5，所述第一加强筋5与所述内壳1的两端连接；每相邻的两条所述第一加强筋5之间形成一个供冷却水通过的独立流道，且每个所述独立流道内均设置有一条沿所述内壳1的周向设置的第二加强筋6，所述第二加强筋6与所述内壳1的两端断开；所述外壳2上设置有多个进水口和多个出水口，多个所述进水口和多个所述出水口之间在所述外壳2的周向上交错间隔设置，使每相邻的两条所述第一加强筋5分别对应一个所述进水口和一个所述出水口，从而在每个所述独立流道内，使冷却水从一个所述进水口进入，并绕过所述第二加强筋6后从一个所述出水口流出。本专利技术中的混合室在内壳1的外壁上设置与所述内壳1的两端连接的多条第一加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于等离子体风洞的混合室，其特征在于：包括内壳和设置在所述内壳外的外壳；所述外壳与所述内壳之间具有间隙，所述间隙用于供冷却水流通；所述内壳的外壁上设有多条沿所述内壳的周向间隔设置的第一加强筋，所述第一加强筋与所述内壳的两端连接；每相邻的两条所述第一加强筋之间形成一个供冷却水通过的独立流道，且每个所述独立流道内均设置有一条沿所述内壳的周向设置的第二加强筋，所述第二加强筋与所述内壳的两端断开；所述外壳的中部设置有多个进水口和多个出水口，多个所述进水口和多个所述出水口之间在所述外壳的周向上交错间隔设置，使每相邻的两条所述第一加强筋分别对应一个所述进水口和一个所述出水口，从而在每个所述独立流道内，使冷却水从一个所述进水口进入，并绕过所述第二加强筋后从一个所述出水口流出；所述外壳的内壁与所述第一加强筋连接，并且所述进水口和所述出水口的开口宽度均大于所述第一加强筋的宽度，使所述进水口和所述出水口均被与其各自对应的第一加强筋分隔成两通口；所述混合室的长径比为2～3；所述混合室连接在等离子体风洞的放电室与喷管之间。

【技术特征摘要】
1.一种用于等离子体风洞的混合室，其特征在于：包括内壳和设置在所述内壳外的外壳；所述外壳与所述内壳之间具有间隙，所述间隙用于供冷却水流通；所述内壳的外壁上设有多条沿所述内壳的周向间隔设置的第一加强筋，所述第一加强筋与所述内壳的两端连接；每相邻的两条所述第一加强筋之间形成一个供冷却水通过的独立流道，且每个所述独立流道内均设置有一条沿所述内壳的周向设置的第二加强筋，所述第二加强筋与所述内壳的两端断开；所述外壳的中部设置有多个进水口和多个出水口，多个所述进水口和多个所述出水口之间在所述外壳的周向上交错间隔设置，使每相邻的两条所述第一加强筋分别对应一个所述进水口和一个所述出水口，从而在每个所述独立流道内，使冷却水从一个所述进水口进入，并绕过所述第二加强筋后从一个所述出水口流出；所述外壳的内壁与所述第一加强筋连接，并且所述进水口和所述出水口的开口宽度均大于所述第一加强筋的宽度...

【专利技术属性】
技术研发人员：马昊军，王国林，罗杰，张军，刘丽萍，唐飞，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51