[发明专利]测量冲压发动机燃烧室气膜冷却套内流速的装置及方法

权利要求书

1.一种测量冲压发动机燃烧室气膜冷却套内流速的装置，其特征在于：包括测量耙(1)和燃烧室接管嘴(2)；

所述测量耙(1)包括柱状耙芯(11)、静压引管(12)、总压引管(13)、静压接管嘴(14)和总压接管嘴(15)；静压接管嘴(14)和总压接管嘴(15)设置在耙芯(11)顶部；

耙芯(11)的外圆周中部设置用于安装外套螺母(113)的定位轴肩(116)；

耙芯(11)内间隔设置平行于耙芯(11)轴线的静压引管安装通孔(111)和总压引管安装通孔(112)；静压引管(12)和总压引管(13)分别穿设在静压引管安装通孔(111)和总压引管安装通孔(112)内，其顶部分别接入静压接管嘴(14)和总压接管嘴(15)；

静压引管(12)的下端与耙芯(11)下端的端面平齐，用于测量气膜冷却套壁面静压；

总压引管(13)的下端伸出耙芯(11)下端端面并弯折90°，用于测量气膜冷却套中心区总压；

耙芯(11)的下端伸入燃烧室接管嘴(2)，通过设置在耙芯(11)轴肩上的外套螺母(113)将测量耙(1)与燃烧室接管嘴(2)固连；

所述总压接管嘴(15)设置在耙芯(11)的顶端端面，其轴线与耙芯(11)轴线平行；

所述耙芯(11)的顶部外圆周开设与静压引管安装通孔(111)连通的豁口(115)；

静压接管嘴(14)固定安装在豁口(115)处，其轴线垂直于耙芯(11)轴线且与总压引管(13)下端的弯折方向一致；静压引管(12)的顶端从所述豁口(115)伸出接入静压接管嘴(14)。

2.根据权利要求1所述的一种测量冲压发动机燃烧室气膜冷却套内流速的装置，其特征在于：所述定位轴肩(116)的下端面向下延伸形成直径小于定位轴肩(116)的密封轴肩(117)；

所述燃烧室接管嘴(2)顶部下凹形成与密封轴肩(117)适配的凹槽(21)；

密封轴肩(117)与凹槽(21)之间设置环形密封垫。

3.根据权利要求2所述的一种测量冲压发动机燃烧室气膜冷却套内流速的装置，其特征在于：所述耙芯(11)定位轴肩(116)的下端面设置定位凸台(1161)；定位凸台(1161)位于密封轴肩(117)的圆周面；

所述燃烧室接管嘴(2)的顶部设有与定位凸台(1161)匹配的缺口(211)，缺口(211)与所述凹槽(21)连通。

4.根据权利要求3所述的一种测量冲压发动机燃烧室气膜冷却套内流速的装置，其特征在于：所述总压引管(13)下端引压口加工为喇叭状。

5.根据权利要求4所述的一种测量冲压发动机燃烧室气膜冷却套内流速的装置，其特征在于：所述静压引管(12)和总压引管(13)均采用毛细管。

6.根据权利要求5所述的一种测量冲压发动机燃烧室气膜冷却套内流速的装置，其特征在于：所述静压引管(12)和总压引管(13)通过钎焊固定在耙芯(11)上。

7.根据权利要求6所述的一种测量冲压发动机燃烧室气膜冷却套内流速的装置，其特征在于：所述静压接管嘴(14)和总压接管嘴(15)均设有堵头(141、151)，堵头(141、151)通过螺母(142、152)紧固。

8.根据权利要求7所述的一种测量冲压发动机燃烧室气膜冷却套内流速的装置，其特征在于：所述耙芯(11)、总压引管(13)和静压引管(12)均采用高温合金材料。

9.一种测量冲压发动机燃烧室气膜冷却套内流速的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在冲压发动机燃烧室气膜冷却套上均匀布置多个测量孔，每个测量孔设置一个如权利要求1至8任一所述测量冲压发动机燃烧室气膜冷却套内流速的装置；使测量装置的耙芯(11)端面与燃烧室内壁表面齐平，并且使总引压管下端感压口正对气流；

2)将测量装置的静压接管嘴(14)和总压接管嘴(15)分别与压差传感器相连，测得各测点总压和壁面静压；

3)通过如下流速公式，即可得到气膜冷却套中心区总压感压点的流速v：

式中：

△P是测得的总压与壁面静压间的压差值，单位：Pa；

ρ是已知流体密度，单位：kg/m³；

K是修正系数。