[实用新型]可控燃气高温瞬时加热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及热试验技术领域，具体涉及一种可控燃气高温瞬时加热装置。 

背景技术

在地面热试验中，通常的加热方式是采用石英灯或石墨加热方式。使用石英灯作为辐射加热元件，其优点是成本低、寿命长、时间常数较小(小于1s)，比较合适模拟飞行器的气动加热，包括针对石英灯的辅助设计技术、控制算法等也比较成熟，能满足最高1200℃的加热要求。而石墨加热设备，其最高加热温度达到2500℃，但其热惯性较大，适合于长时间温度高温加热。以上两种方式普遍用于模拟气动加热，适用于普通的结构热试验中， 

而弹体靠近发动机的某些结构，其热源为发动机瞬间点火引起的，其加热环境具有瞬间高温的特点，通常加热温度达到1500℃以上，而加热时间只有0.5s以内。这种瞬间高温的热载荷无法采用石英灯和石墨模拟，而必须采用燃气直接加热。 

但是在实际热试验中，极少运用燃气加热，其主要原因是无法精确控制加热温度和加热范围，使得试验不具备重复性。同时，对于此类极短时间的加热要求，无论采用燃气或者辐射加热均无法满足。其加热设备的热惯性使得瞬时加热前后加热设备的输出仍然对试验对象造成加热，使得试验数据偏大而无效。 

发明内容

本实用新型的目的是解决采用燃气进行热试验时，无法精确控制加热温度和加热范围，无法控制瞬时加热时间，使得试验不具备重复性的问题，提供了一种能够精确模拟发动机火焰，在热试验过程中有效控制对试验件的燃气加热温度和加热范围、实现瞬时加热的可控燃气高温瞬时加热装置。 

本实用新型是这样实现的： 

一种可控燃气高温瞬时加热装置，包括试验喷枪、步进装置和加热时间调节装置；试验喷枪与步进装置固定连接，加热时间调节装置与试验对象连接，加热时间调节装置与试验对象位于试验喷枪与步进装置的一侧。 

如上所述的试验喷枪包括喷口组、防回火板、热沉体、冷却水进出口、固定连接端、流量调节阀、手持端、氧气入口、燃气入口和气体输送管；热沉体的左侧端面与喷口组的右侧端面固定连接，外表面左端与防回火板的内侧端面固定连接，外表面上端与冷却水进出口下端面固定连接，右侧端面与气体输送管左侧端面固定连接；气体输送管右侧端面连接在流量调节阀左侧，下端连接有固定连接端；流量调节阀上端与手持端的下端连接；手持端的右侧分别连接氧气入口和燃气入口。 

如上所述的热沉体为中空的圆柱体形；喷口组为中空的圆柱体，用于喷射火焰；防回火板整体为圆环形，截面为“L”形；冷却水进出口为两段中空的圆柱形管构成的“L”形管；气体输送管为中空的圆柱形；固定连接端为长方体形，共有两个，下部分别开有螺钉安装孔；手持端为中空的“L”形板；氧气入口和燃气入口均为圆柱形管。 

如上所述的喷口组、防回火板、热沉体、冷却水进出口、固定连接端、流量调节阀、手持端、氧气入口、燃气入口和气体输送管均采用铜材料制成。 

如上所述的步进装置包括步进机主体和支架，支架固定在步进机上端面上，支架的上端面与固定连接端的下端面固定连接。 

如上所述的步进装置采用WN104TA400M型十字电动平移台实现。 

如上所述的加热时间调节装置包括热沉遮挡块、挡板、钢管、下落轨道、“U”形支撑架、张线传感器和温度测量和时统信号测量装置；热沉遮挡块为长方体形，共有两个，分别固定在钢管的上下两端；热沉遮挡块的左右两个端面中部分别连接圆柱形支耳，共有四个，分别位于热沉遮挡块左右的两条沿竖直方向布置的滑轨中，支耳的形状与滑轨匹配；滑轨上固定有“U”形支撑架；下方的热沉遮挡块位于试验喷枪和试验对象之间；张线传感器位于滑轨上，固定在热沉遮挡块的下方；温度测量和时统信号测量装置与张线传感器通过测量线连接，与试验对象通过K型热电偶测试线连接。 

如上所述的热沉遮挡块的尺寸为100mm×100mm×40mm，上下两个热沉遮挡块之间的距离为1230mm；挡板的长度为450mm、790mm或1030mm。 

如上所述的张线传感器为直径小于1mm的金属丝，在连通状态时输出电压为1V。 

如上所述的温度测量和时统信号测量装置采用IMCSPARTAN-2实现。 

本实用新型的有益效果是： 

本实用新型包括试验喷枪、步进装置和加热时间调节装置，步进控制装置驱动试验喷枪接近或远离试验对象，用于控制加热温度；加热时间调节装置控制试验喷枪对试验对象的加热时间，从而实现在热试验过程中对加热温度和加热时间的精确控制，保证了多次试验的一致性。 

附图说明