一种新型喷气结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型喷气结构，本实用新型专利技术的喷气结构包括基板；所述基板上阵列设置多个贯穿的喷口，且每个喷口单独设计为拉瓦尔喷孔。本实用新型专利技术将单个喷口设计为拉瓦尔喷管，同时利用均匀分布的拉瓦尔喷孔阵列，保证在成像的二维区域内中性气体分子的数量和均匀性，大大提高成像测量二维等离子体湍流结构的空间分辨率。

【技术实现步骤摘要】
一种新型喷气结构
本技术属于等离子体湍流成像诊断
，具体涉及一种用于喷气成像诊断系统的新型喷气结构。
技术介绍
核聚变能被认为是最有可能解决能源问题的途径，磁约束核聚变又是核聚变能研究的热点，尽可能提高等离子体约束水平是实现核聚变能发电的必经之路。在当今环形磁约束聚变装置研究中发现由于湍流引起的反常输运不仅对边界区的温度密度等参数有决定性作用，还会通过剖面的刚性作用对托卡马克芯部约束水平有很大的影响。尤其是主导刮削层(SOL)输运的大尺度相干结构blob，对于未来核聚变反应堆第一壁材料可能产生很大的威胁。因此对湍流输运的物理研究是磁约束核聚变的主要研究课题之一，其中喷气成像诊断由于具有高时空分辨率的优势，被广泛应用于磁约束聚变装置边界湍流的成像和研究。喷气成像诊断是用于托卡马克磁约束核聚变实验装置边界等离子体湍流成像的重要诊断。喷气成像诊断工作时向边界等离子体内喷入中性气体云，由成像系统收集中性气体与等离子体碰撞发出的谱线，通过谱线扰动的信息推断等离子体湍流的扰动信息。目前喷气成像诊断系统中用的喷嘴结构大多为多个毛细喷孔阵列，每个毛细喷孔为简单的圆柱型喷管结构，流过毛细喷孔的气流状态可以用“克努森数(Kn)”来描述，一般喷气成像诊断系统中喷气气流属于瞬变流(0.01<Kn<1),必须尽可能提高长径比(喷管长度/直径)来减小发散度，国际常用的喷管直径0.5mm，长度15mm，长径比达到了30。然而还是难以彻底解决气流发散的问题，实验证明这种喷孔仍有着20°左右的发散角，无法保证喷入中性气体云速度的均匀性，因此可能导致采集到的谱线信号受到气体非均匀性带来的干扰，不利于湍流结构和输运的分析研究。
技术实现思路
为了解决现有的喷气结构局限性带来的中性气体云不均匀性对湍流成像测量的不利影响，本技术提供了一种新型喷气结构。本技术通过将每个喷口单独设计为拉瓦尔喷管，提高每个喷口喷出气流的速度和准直性。本技术通过下述技术方案实现：一种新型喷气结构，包括基板；所述基板上阵列设置多个贯穿的喷口，且每个喷口单独设计为拉瓦尔喷孔。优选的，本技术的拉瓦尔喷孔包括三部分，沿所述拉瓦尔喷孔轴向依次为收缩段、喉口和扩展段。优选的，本技术的基板采用不锈钢板。优选的，本技术的基板的长为100～200mm，宽为5～20mm，高为2～3mm。优选的，本技术的基板上设置有m×n个贯穿的喷口；其中，m取值为1～5，n取值为30～100。优选的，本技术的基板上每行两个相邻喷口之间的间距为1～5mm，相邻两行行间距为2～8mm。本技术具有如下的优点和有益效果：本技术单个喷口由一般的毛细喷管升级成为拉瓦尔喷管，有收缩段、喉口、扩张段三部分组成，收缩段将气流加速，大大提升了喷出气流的速度，减小了发散角，同时利用均匀分布的拉瓦尔喷孔阵列，保证在成像的二维区域内中性气体分子的数量和均匀性，大大提高成像测量二维等离子体湍流结构的空间分辨率。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：图1为本技术的喷气结构示意图。图2为本技术的喷孔排布示意图。图3为本技术的拉瓦尔喷管结构的剖面图。附图中标记及对应的零部件名称：1-基板，2-喷口，3-拉瓦尔喷管，31-收缩段，32-喉口，33-扩张段。具体实施方式在下文中，可在本技术的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所技术的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本技术的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。在本技术的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。在本技术的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本技术的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。在本技术的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本技术的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本技术的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关
中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本技术的各种实施例中被清楚地限定。为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。实施例本实施例提出了一种新型喷气结构，该结构通过将单个喷口独立设计为拉瓦尔喷管，提高了每个喷口喷出气流的速度和准直性。具体如图1-2所示，本实施例的喷气结构包括基板1，在基板1上阵列分布有小喷口2，每个喷口单独设计为拉瓦尔喷管。本实施例的基板1采用不锈钢平板，该不锈钢平板长为100～200mm，宽为5～20mm，高为2～3mm，在不锈钢板分布着m×n个贯穿的拉瓦尔喷孔3，其中，m取值范围为1～5，n取值范围为30～100；每行两个相邻喷孔之间相距1～5mm，两行间距2～8mm。如图3所示，本实施例的拉瓦尔喷孔3包括3部分，沿拉瓦尔喷孔3轴向分别为收缩段31、喉口32、扩张段33，收缩段31将气流加速，大大提升了喷出气流的速度，减小了发散角，同时利用均匀分布的拉瓦尔喷孔阵列，保证在成像的二维区域内中性气体分子的数量和均匀性，大大提高成像测量二维等离子体湍流结构的空间分辨率。在使用时，气流从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型喷气结构，其特征在于，包括基板(1)；所述基板(1)上阵列设置多个贯穿的喷口(2)，且每个喷口(2)单独设计为拉瓦尔喷孔(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型喷气结构，其特征在于，包括基板(1)；所述基板(1)上阵列设置多个贯穿的喷口(2)，且每个喷口(2)单独设计为拉瓦尔喷孔(3)。


2.根据权利要求1所述的一种新型喷气结构，其特征在于，所述拉瓦尔喷孔(3)包括三部分，沿所述拉瓦尔喷孔轴向依次为收缩段(31)、喉口(32)和扩展段(33)。


3.根据权利要求1或2所述的一种新型喷气结构，其特征在于，所述基板(1)采用不锈钢平板。


4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁金榜，许敏，袁博达，聂林，龚少博，
申请(专利权)人：核工业西南物理研究院，
类型：新型
国别省市：四川;51