一种用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于高超声速风洞试验技术领域，公开了一种用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置。试验装置的压缩拐角平板试验模型包括从前至后顺序连接的前缘钝化的平板和45

【技术实现步骤摘要】
一种用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置


[0001]本专利技术属于高超声速风洞试验
，具体涉及一种用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置。

技术介绍

[0002]磁流体动力学主要研究磁场作用下的等离子体流运动规律，在高超声速领域，主要用于高超声速飞行器的减阻、热防护设计和增强通信领域。
[0003]临近空间中下层的高马赫数高超声速飞行器面临复杂的等离子体环境，对高超声速飞行器的气动特性、通信等产生重要影响，同时也为实现电磁流动控制提供了条件。高超声速气流在高超声速飞行器头部形成弓形激波，高超声速气流穿过弓形激波后，强大的动能在很短的时间内转化为空气分子的内能，空气分子的热运动加剧，产生了高温真实气体效应，发生了离解和电离，出现了等离子体流动既电子流运动。如果在高超声速流场中加入磁场，通过产生的电磁力改变高超声速流场中激波后的离子以及电子的运动，就有可能改变高超声速流场中平衡能量的分布。
[0004]利用高超声速风洞试验来评估磁场对模型电磁流动特性的影响是一种有效的地面试验方法。当前，亟需发展一种用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置。磁流体中所含电子密度以及压缩拐角再附点的位置，对分离泡尺度及位置有影响，本专利技术的用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置主要关心在同等流场条件及再附点位置不变的情况下，外加磁场后，分离泡尺度大小及位置的变化，并不用于测量壁面热流变化的准确值，而非磁流体分离泡尺度变化的准确值。
[0006]本专利技术的用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置，其特点是，所述的试验装置包括压缩拐角平板试验模型、磁体块、磁体安装套、滑动槽和位置调节块；压缩拐角平板试验模型包括从前至后顺序连接的前缘钝化的平板和45
°
角的压缩面；磁体块为长方体，材料为永久磁铁；磁体安装套为上方开口的方形壳体，材料为非导磁材料；磁体块固定在磁体安装套的内腔中，磁体块的表面与磁体安装套上方边缘平齐，形成组合体；压缩拐角平板试验模型的压缩面上开有方形空腔，压缩面上方形空腔的左右两个侧边分别设置有滑动槽，组合体嵌入方形空腔中，组合体的表面与压缩面平齐；组合体通过滑动槽在方形空腔内前后滑动，滑动至预先设定的位置后，方形空腔的剩余位置填充位置调节块，填充后的压缩面表面各接缝处与压缩面表面平齐并光滑过渡。
[0007]进一步地，所述的压缩拐角平板试验模型的材料为碳钢。
[0008]进一步地，所述的滑动槽的材料为碳钢。
[0009]进一步地，所述的位置调节块的材料为碳钢，包括与预先设定的位置相匹配的若干组位置调节块。
[0010]进一步地，所述的试验装置用于马赫数6以上的高超声速风洞磁控试验。
[0011]本专利技术的用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置在压缩拐角平板试验模型的压缩面，通过外加磁场，产生了使边界层附近带电粒子减速的洛伦磁力，改变了带电粒子再附点位置，进而改变了分离泡的尺寸及位置。
[0012]本专利技术的用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置能够在等离子体流动中进行流动分离控制，改变分离泡的大小及位置，为等离子体流动控制特性分析提供了一种参考装置。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置的结构示意图；图2为本专利技术的用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置中的压缩拐角平板试验模型示意图；图3为本专利技术的用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置中的磁体块示意图；图4为本专利技术的用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置中的磁体安装套示意图；图5为本专利技术的用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置中的滑动槽示意图；图6为本专利技术的用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置中的位置调节块示意图。
[0014]图中，1.压缩拐角平板试验模型；2.磁体块；3.磁体安装套；4.滑动槽；5.位置调节块。
具体实施方式
[0015]下面结合附图和实施例详细说明本专利技术。
[0016]如图1~图6所示，本专利技术的用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置包括压缩拐角平板试验模型1、磁体块2、磁体安装套3、滑动槽4和位置调节块5；压缩拐角平板试验模型1包括从前至后顺序连接的前缘钝化的平板和45
°
角的压缩面；磁体块2为长方体，材料为永久磁铁；磁体安装套3为上方开口的方形壳体，材料为非导磁材料；磁体块2固定在磁体安装套3的内腔中，磁体块2的表面与磁体安装套3上方边缘平齐，形成组合体；压缩拐角平板试验模型1的压缩面上开有方形空腔，压缩面上方形空腔的左右两个侧边分别设置有滑动槽4，组合体嵌入方形空腔中，组合体的表面与压缩面平齐；组合体通过滑动槽4在方形空腔内前后滑动，滑动至预先设定的位置后，方形空腔的剩余位置填充
位置调节块5，填充后的压缩面表面各接缝处与压缩面表面平齐并光滑过渡。
[0017]进一步地，所述的压缩拐角平板试验模型1的材料为碳钢。
[0018]进一步地，所述的滑动槽4的材料为碳钢。
[0019]进一步地，所述的位置调节块5的材料为碳钢，包括与预先设定的位置相匹配的若干组位置调节块5。
[0020]进一步地，所述的试验装置用于马赫数6以上的高超声速风洞磁控试验。
[0021]实施例1：
[0022]本实施例的压缩拐角平板试验模型1的平板面尺寸为300mm
×
200mm，宽度300mm，流向长200mm；方形空腔的尺寸为30mm
×
100mm，宽度30mm，流向长200mm；磁体块2的磁场强度大于0.6T；进行高超声速风洞试验时，首先，将风洞运行参数设定好，保证来流速度经过平板绕流后产生足够的电子，在高超声速风洞磁控试验来流流速约11km/s时，绕平板流动前缘气流温度可达6000K，试验来流在此高温条件下能够产生电离。其次，通过滑动磁体安装套3调节磁体块2在压缩面的位置，进而改变外加磁场位置。最后，通过纹影装置拍摄磁流体分离泡，观察磁流体分离泡位置和大小的变化情况。
[0023]前期计算结果表明，磁体块2位于压缩面的热流峰值区附近控制效果最好，在外加磁场作用下，洛伦兹力能够显著改变磁流体分离泡参数，分离泡尺度变化量超过15%。
[0024]尽管本专利技术的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本专利技术的领域。对于熟悉本领域的人员而言，在不脱离本专利技术原理的前提下，可容易地实现另外的改进和润饰，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本专利技术并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制磁流体分离泡尺寸及位置的试验装置，其特征在于，所述的试验装置包括压缩拐角平板试验模型（1）、磁体块（2）、磁体安装套（3）、滑动槽（4）和位置调节块（5）；压缩拐角平板试验模型（1）包括从前至后顺序连接的前缘钝化的平板和45
°
角的压缩面；磁体块（2）为长方体，材料为永久磁铁；磁体安装套（3）为上方开口的方形壳体，材料为非导磁材料；磁体块（2）固定在磁体安装套（3）的内腔中，磁体块（2）的表面与磁体安装套（3）上方边缘平齐，形成组合体；压缩拐角平板试验模型（1）的压缩面上开有方形空腔，压缩面上方形空腔的左右两个侧边分别设置有滑动槽（4），组合体嵌入方形空腔中，组合体的表面与压缩面平齐；组合体通过滑动槽（4）在方形空腔内前...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏安，秦峰，常雨，罗仕超，龚红明，
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：