[发明专利]一种超音速换热器及其使用方法

摘要

一种超音速换热器，包括管路连通的温度模拟单元和超音速喷管；温度模拟单元包括管体和壳体，管体位于壳体内部，管体内为第一介质通道，管体的外壁与壳体的内壁之间的空间形成第二介质通道；第一介质通道的入口通过管路与第一介质源连通，出口与外界连通；第二介质通道的入口与第二介质源连通，出口与超音速喷管的入口等直段连通。本发明在温度模拟单元和发动机进气口之间设置拉瓦尔型的超音速喷管，实现超音速发动机以及发动机地面试验时，超音速发动机的超音速进气状态模拟，同时，通过超音速喷管进入稳定工作状态计算公式，能够准确确定超音速喷管进入稳定工作状态的时间，大幅缩短试验时间，降低了试验成本，避免了能源浪费。

主权项

1.一种超音速换热器，其特征在于，包括管路连通的温度模拟单元和超音速喷管；温度模拟单元包括管体和壳体，管体位于壳体内部，管体内为第一介质通道，管体的外壁与壳体的内壁之间的空间形成第二介质通道；超音速喷管包括依次同轴固定连接的入口等直段，亚音速收敛段，初始超音速膨胀段和超音速膨胀段；入口等直段，亚音速收敛段，初始超音速膨胀段和超音速膨胀段均为中空回转体，入口等直段，亚音速收敛段，初始超音速膨胀段和超音速膨胀段的回转轴相同；亚音速收敛段的内部流道为连续收缩的圆弧的轴回转曲面，初始超音速膨胀段的内部流道为连续扩张的圆弧的轴回转曲面，超音速膨胀段的内部流道为圆台面；亚音速收敛段内部流道连续收缩圆弧的半径与初始超音速膨胀段内部流道连续扩张圆弧的半径相同，亚音速收敛段和初始超音速膨胀段的内部流道连接截面为喉道的截面；超音速膨胀段的内部流道圆台的母线与初始超音速膨胀段内部流道连续扩张圆弧的尾端相切；第一介质通道的入口通过管路与第一介质源连通，出口与外界连通；第二介质通道的入口与第二介质源连通，出口与超音速喷管的入口等直段连通。