本发明专利技术涉及一种冲压发动机用水冷多通道高温燃气压力测量装置及方法，测量装置包括水冷缸体和三通测压管路，三通测压管路套设有密封垫设置在水冷缸体的内部，水冷缸体的两侧设置有上水管路和下水管路，水冷缸体内设置有连通上水管路和下水管路的内部冷却空间，三通测压管路的三个管路一个外接待测发动机，两个外接传感器。测量方法包括步骤S1两个密封性测试；步骤S2组装测量装置；步骤S3安装测量装置：将测量装置安装在发动机测压孔上，并安装好测试所需的传感器，打开水冷循环水泵，即可正常工作。本发明专利技术能够实现同步采集低频和高频压力数据，同时对于测量介质进行水冷保护传感器、降低测量误差，保证实验数据测量的准确。保证实验数据测量的准确。保证实验数据测量的准确。
【技术实现步骤摘要】
冲压发动机用水冷多通道高温燃气压力测量装置及方法
[0001]本专利技术涉及一种冲压发动机用水冷多通道高温燃气压力测量装置及方法，属于固体冲压发动机试验测量
技术介绍
[0002]固体燃料冲压发动机是一种新型动力装置，主要由进气道、燃烧室、补燃室和喷管组成，具有结构简单、比冲高、燃烧稳定、便于存储和使用等优点。在固体燃料冲压发动机的设计研究中，试验研究是不可或缺的研究手段。
[0003]通过试验，可以为理论分析提供必要的参数，验证理论分析结果，同时发掘理论计算中无法发现的问题。地面连管试验是研究发动机燃烧室流动燃烧过程最经济有效的手段。
[0004]地面连管试验系统主要包括进气模拟系统、发动机试验系统以及试验参数测量系统。进气模拟系统用来模拟所研究的飞行状态，提供该状态下的空气总温、总压以及空气流量。发动机试验系统用来研究发动机内的燃烧流动性能，获得发动机燃烧室、补燃室以及尾喷管的工作状态。试验参数测量系统通过压力传感器获得补燃室压力。
[0005]发动机补燃室压力测量能直接反映发动机工作状态，但是由于测量介质是高温高压气体，同一位置多路测量能获得准确实验数据，现有的很多高频压力传感器只能测量压力变化的幅值，无法采集当地压力平均压力，因此无法准确获得某点处实时压力数据。
技术实现思路
[0006]现由于高频压力传感器只能采集到振幅无法采集当地平均压力，为了获得发动机某一点处平均压力及其压力的振荡幅值，本专利技术设计了一种水冷多通道压力测量装置，解决同一空间位置高温高压气体高频压力和低频压力同步采集的问题，其具体技术方案如下：一种冲压发动机用水冷多通道高温燃气压力测量装置，包括水冷缸体和三通测压管路，为保证水冷缸体密封性，所述三通测压管路套设有密封垫设置在水冷缸体的内部，所述水冷缸体的两侧水平对称设置有上水管路和下水管路，所述水冷缸体内部设置有连通上水管路和下水管路的内部冷却空间，用于冷却三通测压管路。
[0007]所述三通测压管路包括转接头一、转接头二、转接头三、金属管一、金属管二和金属管三，所述三通测压管路的所有材料均采用304不锈钢，并焊接连通保证待测气体在高温高压工况下的气密性。所述金属管一、金属管二和金属管三呈Y形焊接连通，位于水冷缸体的内部冷却空间，为减小压力损失，所述金属管一和金属管二呈对称分布且夹角为60
°
，减小三通测压管路的整体长度，实现了同一位置的多通道测量。所述转接头一的一端外接传感器，另一端连通金属管一；所述转接头二的一端外接传感器，另一端连通金属管二；所述转接头三的一端外接待测发动机，另一端连通金属管三。
[0008]进一步的，所述水冷缸体包括前缸盖和后缸盖，所述前缸盖和后缸盖贴合设置在
三通测压管路和密封垫的两侧，并通过若干组螺栓和螺母紧固，所述前缸盖和后缸盖的中部对称开设有朝向密封垫的凹槽，所述密封垫的中部开设有与凹槽对应的通孔，所述凹槽和通孔形成水冷缸体的内部冷却空间。
[0009]进一步的，所述密封垫上设置有管状结构，用于密封水冷缸体与三通测压管路的转接头一、转接头二和转接头三之间的间隙，所述密封垫和三通测压管路过盈配合、整体安装。
[0010]进一步的，所述管状结构的上下端面皆低于密封垫的端面，具体差值根据实际需要设置，保证各转接头和缸体端面的密封性。
[0011]进一步的，所述转接头一和转接头二皆采用内螺纹转光杆，内螺纹部分连接传感器且内螺纹长度不小于传感器的外螺纹长度，光杆部分与对应的金属管一和金属管二连通；所述转接头三采用外螺纹转光杆，外螺纹部分外接待测发动机，光杆部分与金属管三连通；所述转接头一、转接头二和转接头三的光杆部分皆设置在水冷缸体的内部，易于加工、密封，其余部分暴露于水冷缸体的外部。
[0012]进一步的，所述转接头一、转接头二和转接头三靠近水冷缸体的端面处设置有六边形的台阶，所述台阶起到限位作用，便于安装传感器和整个测量装置。
[0013]进一步的，为了进一步密封，所述台阶与水冷缸体的端面之间设置皆有环形垫。
[0014]进一步的，为了方便焊接与密封，所述金属管一、金属管二和金属管三的管壁外径略小于转接头一、转接头二和转接头三的通孔内径。
[0015]进一步的，所述密封垫和环形垫皆采用紫铜材料。
[0016]冲压发动机用水冷多通道高温燃气压力测量装置的测量方法，包括以下步骤：步骤S1：进行两个密封性测试：一是三通测压管路的密封性测试，保证高压热气能够完全通过三通测压管路传递给压力传感器；二是水冷缸体和三通管道之间的密封性测试，确保不会有冷却液流出，保证试验台不会因为漏液导致短路影响实验。良好密封也能保证冷却效果，另外应保证上水管路和下水管路冷却液的正压差和流速，使得冷却液能够完全充满整个冷却缸体，及时通过热对流带走燃气传导给三通测压管路的热量，达到冷却的目的。
[0017]步骤S2：组装测量装置：将加工好的三通测压管路和密封垫置于前缸盖和后缸盖中间，并通过螺栓将前后缸体夹紧。安装上水管路和下水管路，并连接水泵，测试水冷缸体是否漏水。
[0018]步骤S3：安装测量装置：通过转接头三将测试完成的装置安装在发动机测压孔上，并通过转接头一和转接头二安装好测试所需传感器，打开水冷循环水泵，即可正常工作。
[0019]冲压发动机开始工作后，燃气通过转接头三进入三通测压管路，经过水冷缸体的内部冷却空间的水冷之后，降温之后的热气作用于转接头一和转接头二的压力传感器，从而采集到当地平均压力和压力振荡幅值，数据经处理后即可获得该测压点处的压力。
[0020]通过水冷缸体、上水管路和下水管路形成的密封水冷系统，对待测的三通测压管路中的燃气进行降温。通过对流换热和热传导，分别实现被测对象（燃气）和测试设备（传感器）的降温，使整个测试系统处在相对温和的工作温度下。在保证测量精度和传感器使用寿命的同时，通过高频压力传感器和低频压力传感器测量的数据，实现测量实时压力的需求。
[0021]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过一根三通测压管路测量同一位置的两路压力数据，并减小压力损失，实现数据采集的可靠性。本专利技术能够实现同步采集低频和高频压力数据，同时对于测量介质（高温燃气）进行水冷保护传感器、降低测量误差，保证实验数据测量的准确。
[0022]本专利技术由密封的水冷缸体实现对三通测压管路的冷却，保证了压力传感器在合理的环境下工作，延长了传感器使用寿命，并进一步保证了传感器采集数据的准确性。
[0023]本专利技术结构简单，可根据实际测量发动机的需求和空间位置，变换采集管路形状，实现多通道测量，也为类似实验同步采集提供了参考模型。
附图说明
[0024]图1为本专利技术三通测压管路的半剖面结构示意图；图2为本专利技术前缸盖和后缸盖的立体结构示意图；图3为本专利技术前缸盖和后缸盖的平面结构示意图；图4是图3的A
‑
A剖面视图；图5为本专利技术密封垫的平面结构示意图，其中：（a）为主视图，（b）为侧视图；图6为本专利技术装置的装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种冲压发动机用水冷多通道高温燃气压力测量装置，其特征在于：包括水冷缸体和三通测压管路，所述三通测压管路套设有密封垫（5）设置在水冷缸体的内部，所述水冷缸体的两侧水平对称设置有上水管路（1）和下水管路（2），所述水冷缸体内部设置有连通上水管路（1）和下水管路（2）的内部冷却空间，所述三通测压管路包括转接头一（6）、转接头二（7）、转接头三（8）、金属管一（9）、金属管二（10）和金属管三（11），所述金属管一（9）、金属管二（10）和金属管三（11）呈Y形焊接连通，位于水冷缸体的内部冷却空间，所述金属管一（9）和金属管二（10）呈对称分布，所述转接头一（6）的一端外接传感器，另一端连通金属管一（9）；所述转接头二（7）的一端外接传感器，另一端连通金属管二（10）；所述转接头三（8）的一端外接待测发动机，另一端连通金属管三（11）。2.根据权利要求1所述的冲压发动机用水冷多通道高温燃气压力测量装置，其特征在于：所述水冷缸体包括前缸盖（3）和后缸盖（4），所述前缸盖（3）和后缸盖（4）贴合设置在三通测压管路和密封垫（5）的两侧，并通过若干组螺栓和螺母紧固，所述前缸盖（3）和后缸盖（4）的中部对称开设有朝向密封垫（5）的凹槽，所述密封垫（5）的中部开设有与凹槽对应的通孔，所述凹槽和通孔形成水冷缸体的内部冷却空间。3.根据权利要求1所述的冲压发动机用水冷多通道高温燃气压力测量装置，其特征在于：所述密封垫（5）上设置有管状结构，用于密封水冷缸体与三通测压管路的转接头一（6）、转接头二（7）和转接头三（8）之间的间隙，所述密封垫（5）和三通测压管路过盈配合、整体安装。4.根据权利要求3所述的冲压发动机用水冷多通道高温燃气压力测量装置，其特征在于：所述管状结构的上下端面皆低于密封垫（5）的端面。5.根据权利要求1所述的冲压发动机用水冷多通道高温燃气压力测量装置，其特征在于：所述转接头一（6）和转接头二（7）皆采用内螺纹转光杆，内螺纹部分连接传感器，光杆部分与对应的金属管一（9）和金属管二（10）连通；所述转接头三（8）采用外螺纹转光杆，外螺纹部分外接...
【专利技术属性】
技术研发人员：王禄浩，李唯暄，周长省，李晨阳，陈雄，蔡文祥，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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