用于多台发动机试验的尾焰降温系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于多台发动机试验的尾焰降温系统，包括：支架、安装在支架上的尾焰降温装置，该尾焰降温装置包括冰块，所述冰块内具有降温通道；供多台发动机安装的试验架正对所述降温通道的入口安装，位于试验架上的发动机试验时喷出的尾焰进入降温通道，该尾焰与降温通道周壁上的冰发生能量交换，使尾焰以低温形态从降温通道的出口排出。本实用新型专利技术采用试验架安装多台发动机，每次可以同时进行多台发动机试验，相对于单台试验方式，可有效提高试验效率。本发明专利技术中多台发动机试验产生的尾焰进入冰块的降温通道无害化处理。

【技术实现步骤摘要】
用于多台发动机试验的尾焰降温系统
本技术涉及固体火箭发动机污染处理领域，尤其涉及一种用于多台发动机试验的尾焰降温系统。
技术介绍
燃速是固体火箭发动机的一项重要指标，是评价固体推进剂性能的主要指标之一，其测试通常采用标准发动机的动态燃速测试。国内多以φ127的发动机来测试燃速，主要依靠φ127发动机燃速测试来预示全尺寸发动机燃速。虽然单台φ127的装药量较小，但是作为标准发动机，其试验日数量大，参试人员和周边环境身处污染环境的时间长。由于长期缺乏有效的尾气污染处理手段，因此φ127试验污染严重。此外，φ127发动机的试验采用单台试验的方式，即一台发动机试验完后，再进行第2台试验。在试验任务量大且不断增加的形势下，这种传统的单台试验的方式使得人员劳动强度大，并且效率较低，难以满足发动机批量化制造要求。有鉴于此，有必要提供一种用于多台发动机试验的尾焰降温系统，以解决φ127发动机污染严重和试验效率低的问题。
技术实现思路
本技术提供了一种用于多台发动机试验的尾焰降温系统，采用试验架安装多台发动机，每次可以同时进行多台发动机试验，多台发动机试验产生的尾焰进入冰块的降温通道无害化处理。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：用于多台发动机试验的尾焰降温系统，包括：支架、安装在支架上的尾焰降温装置，该尾焰降温装置包括冰块，所述冰块内具有降温通道；供多台发动机安装的试验架正对所述降温通道的入口安装，位于试验架上的发动机试验时喷出的尾焰进入降温通道，该尾焰与降温通道周壁上的冰发生能量交换，使尾焰以低温形态从降温通道的出口排出。作为本技术的进一步改进，所述冰块采用碱性水冷冻而成。作为本技术的进一步改进，所述降温通道具有N个入口，所述试验架上安装有N个发动机，每个发动机正对一个入口，发动机试验时产生的尾焰从与本发动机对应的入口进入降温通道。作为本技术的进一步改进，所述降温通道具有一个出口，N个发动机产生的尾焰通过N个入口进入降温通道汇聚并降温，最后通过所述一个出口排放。作为本技术的进一步改进，所述发动机为偶数个，N个发动机两两并列安装在试验架上，N个入口也两两并列开设。作为本技术的进一步改进，所述降温通道贯通整个冰块，所述降温通道由多个第一通道、一个第二通道和多个第三通道组成，第一通道、第二通道和第三通道依次连通；第一通道的数量与试验架上的发动机数量相同，每个发动机正对一个第一通道安装，所有发动机产生的尾焰汇聚于第二通道后分流在不同的第三通道排出。作为本技术的进一步改进，多个第三通道平行设置；第二通道为锥形通道，第一通道的末端与第二通道的小端顺接，每个第三通道均与第二通道的大端连通。作为本技术的进一步改进，所述尾焰降温装置还包括外壳，所述冰块固设在外壳内，所述外壳安装在支架上，所述支架安装在试验台或地面。作为本技术的进一步改进，所述外壳作为冰块的模具，外壳内注水后一并放置在冷冻设备内，将水冷冻成冰块。本技术的有益效果是：1、本技术采用试验架安装多台发动机，每次可以同时进行多台发动机试验，相对于单台试验方式，可有效提高试验效率。2、由于本技术采用冰作为换能材料，在同样数量的能量交换条件下，所需要冰的质量远小于水的质量，冰换能效率更高，尾焰的导排性也更强。3、水冷冻成冰之前加入碱性材料，降温的同时消除尾焰中的有害成分HCl，达到无害化处理。附图说明图1是尾焰降温系统的结构示意图。图中，100、试验架；200、尾焰降温装置；300、支架；400、发动机；500、连接结构。具体实施方式本技术采用试验架100安装多台发动机400，每次可以同时进行多台发动机400试验，多台发动机400试验产生的尾焰进入冰块的降温通道无害化处理。发动机400工作时产生的高温、高速、高质量流率的尾焰通过尾焰降温装置200内部的降温通道，在高温差和高速的尾焰作用下，尾焰与降温通道内表面迅速发生剧烈的热交换，冰的“升华”与“液化-气化”同时发生。一方面，冰通过热能交换吸收大量的热能，从固态变为液态和气态，温度升高，速度增加，与尾焰一同向出口方向运动直至从出口排出；另一方面，尾焰通过内能与动能的能量交换，其温度与动能大幅度降低，最终以低温的形态从出口排出。为了消除发动机400尾焰中的有害气体HCl，尾焰降温装置200内的冰在制造时加入了碱性材料，因此在换能过程中通过中和反应，同时完成了尾焰的无害化处理。另外，对于固体火箭发动机400尾焰中含有的大量金属AL2O3粒子，由于其质量较大，将会在换能过程由于温度和动能的降低最终落于过载通道内部，并随处理过程产生的液态水流入残渣及废水回收处理单元。发动机400试验过程消耗处理介质采用自动装填方式进行更换。如图1所示，本技术公开了一种用于多台发动机试验的尾焰降温系统，包括：支架300、安装在支架300上的尾焰降温装置200、以及外壳。尾焰降温装置200包括冰块，冰块内具有降温通道，供多台发动机400安装的试验架100正对降温通道的入口安装，位于试验架100上的发动机400试验时喷出的尾焰进入降温通道，该尾焰与降温通道周壁上的冰发生能量交换，使尾焰以低温形态从降温通道的出口排出。冰块固设在外壳内，外壳安装在支架300上，支架300安装在试验台或地面。由于发动机400试验时尾焰中具有质量比超过20％的HCl有害气体，因此冰块采用碱性水冷冻而成，冰在制造时加入了碱性材料，因此在换能过程中通过中和反应，同时完成了尾焰的无害化处理。为了实现每个发动机400的尾焰均能单独导入降温通道，本技术的降温通道具有N个入口，试验架100上安装有N个发动机400，每个发动机400正对一个入口，发动机400试验时产生的尾焰从与本发动机400对应的入口进入降温通道。降温通道具有一个出口，N个发动机400产生的尾焰通过N个入口进入降温通道汇聚并降温，最后通过一个出口排放。优选发动机400为偶数个，N个发动机400两两并列安装在试验架100上，N个入口也两两并列开设。优选降温通道贯通整个冰块，降温通道由多个第一通道、一个第二通道和多个第三通道组成，第一通道、第二通道和第三通道依次连通；第一通道的数量与试验架100上的发动机400数量相同，每个发动机400正对一个第一通道安装，所有发动机400产生的尾焰汇聚于第二通道后分流在不同的第三通道排出。多个第三通道平行设置；第二通道为锥形通道，第一通道的末端与第二通道的小端顺接，每个第三通道均与第二通道的大端连通。尾焰在第一通道与冰直接接触一次降温后进入第二通道继续与冰直接接触二次降温，二次降温后的尾焰在第二通道的大端与冰碰撞后分流至多个第三通道与冰直接接触三次降温，最后从第三通道的末端排出。作为第一种实施方式，外壳作为冰块的模具，外壳内注水后一并放置在冷冻设备内，将水冷冻成冰块。作为第二种实施方式，外壳只本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于多台发动机试验的尾焰降温系统，其特征在于，包括支架（300）、安装在支架（300）上的尾焰降温装置（200），该尾焰降温装置（200）包括冰块，所述冰块内具有降温通道；/n供多台发动机（400）安装的试验架（100）正对所述降温通道的入口安装，位于试验架（100）上的发动机（400）试验时喷出的尾焰进入降温通道，该尾焰与降温通道周壁上的冰发生能量交换，使尾焰以低温形态从降温通道的出口排出。/n

【技术特征摘要】
1.用于多台发动机试验的尾焰降温系统，其特征在于，包括支架（300）、安装在支架（300）上的尾焰降温装置（200），该尾焰降温装置（200）包括冰块，所述冰块内具有降温通道；
供多台发动机（400）安装的试验架（100）正对所述降温通道的入口安装，位于试验架（100）上的发动机（400）试验时喷出的尾焰进入降温通道，该尾焰与降温通道周壁上的冰发生能量交换，使尾焰以低温形态从降温通道的出口排出。


2.根据权利要求1所述的尾焰降温系统，其特征在于，所述冰块采用碱性水冷冻而成。


3.根据权利要求1所述的尾焰降温系统，其特征在于，所述降温通道具有N个入口，所述试验架（100）上安装有N个发动机（400），每个发动机（400）正对一个入口，发动机（400）试验时产生的尾焰从与本发动机（400）对应的入口进入降温通道。


4.根据权利要求3所述的尾焰降温系统，其特征在于，所述降温通道具有一个出口，N个发动机（400）产生的尾焰通过N个入口进入降温通道汇聚并降温，最后通过所述一个出口排放。

【专利技术属性】
技术研发人员：张昱，王新安，陈兵生，
申请(专利权)人：西安蓝坤工程科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61