一種錐壁孔式不等溫進氣摻混裝置製造方法

2023-05-10 05:03:01 2

一種錐壁孔式不等溫進氣摻混裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種錐壁孔式不等溫進氣摻混裝置，包括副進氣段（1）、副進氣腔（2）、主進氣段（3）、摻混錐段（4）、輔摻混段（5）、摻混柵格（6）、主進氣口（7）、副進氣口（8）、摻混出口（9），摻混裝置為由主進氣口（7）、主進氣段（3）、摻混錐段（4）、輔摻混段（5）、摻混柵格（6）、摻混出口（9）構成一直段的主進氣及摻混主體，在摻混錐段（4）周圍有一圈周向包住摻混錐段（4）的副進氣腔（2），副進氣腔（2）上與主進氣段（3）垂直方向設有副進氣段（1）及副進氣口（8）。本實用新型進氣摻混裝置使流入其中的兩股不同溫度的氣流在其中間摻混管段進行混合，在摻混裝置出口得到所需的溫度均勻的流場。
【專利說明】 —種錐壁孔式不等溫進氣摻混裝置

【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種不等溫進氣摻混裝置。

【背景技術】
[0002]不等溫進氣摻混裝置屬某航空發動機試驗器進氣系統調溫裝置，據試驗器的主要技術指標和氣源進氣狀態下的供氣管路氣源參數，設計錐壁孔式不等溫進氣摻混裝置，為試驗件提供一定參數的進氣，以滿足試驗件進口氣流所需的溫度場要求。根據不同的試驗項目狀態參數選擇不同的進氣管路(高溫、中溫、低溫)，將氣源站提供的不同壓力溫度的壓縮空氣引入試驗器，試驗所需空氣經過濾器和流量調節後，由摻混裝置調溫到試驗進口所需溫度，壓縮空氣經過流量計量並調節到試驗所需參數後進入試驗器。
[0003]摻混裝置是某試驗器氣源進氣系統中的一個重要部件，其主要作用是使流入其中的兩股不同溫度的氣流在其混合段進行混合，高溫或低溫與中溫混合後，通過改變熱/冷空氣流量從而改變摻混後空氣的溫度，在摻混裝置出口得到所需的溫度均勻的流場。
[0004]我國的發動機試驗器進氣系統摻混裝置據使用情況有很多結構形式，新式的實用新型錐壁孔式不等溫進氣摻混裝置採用錐壁多孔分流式結構，結構簡潔、易製造、使用效果良好，目前為國內首創，在設計手段和方法上較之國外技術有獨創之處。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的:
[0006]不等溫進氣摻混裝置屬某航空發動機試驗器進氣系統，據試驗器的需求技術指標和氣源進氣狀態下的供氣管路氣源參數，設計的錐壁孔式不等溫進氣摻混裝置，以滿足試驗件進口氣流所需的溫度場要求，為試驗件提供一定參數的進氣。
[0007]使流入其中的兩股不同溫度的氣流在其混合段進行混合，高溫、低溫、中溫混合後，通過改變熱/冷空氣流量從而改變摻混後空氣的溫度，在摻混裝置出口得到所需的溫度均勻的流場。
[0008]本實用新型的技術方案:
[0009]一種錐壁孔式不等溫進氣摻混裝置，所述摻混裝置包括副進氣段1、副進氣腔2、主進氣段3、摻混錐段4、輔摻混段5、摻混柵格6、主進氣口 7、副進氣口 8、摻混出口 9，其特徵在於:摻混裝置為由主進氣口 7、主進氣段3、摻混錐段4、輔摻混段5、摻混柵格6、摻混出口 9構成一直段的主進氣及摻混主體裝置，在摻混錐段4周圍有一圈周向包住摻混錐段4的副進氣腔2，副進氣腔2上與主進氣段3垂直方向設有副進氣段I及副進氣口 8。
[0010]主進氣通道由主進氣口 7、主進氣段3、摻混錐段4構成，其長度為摻混錐段4的一半。
[0011]副進氣通道由在摻混錐段4周圍設有一圈副進氣腔2，副進氣腔2上與主進氣段3垂直方向設有副進氣段I及副進氣口 8構成；副進氣段I擴張一定錐度連接到副進氣腔2，副進氣腔2周向包住摻混錐段4。
[0012]摻混錐段4採用多孔分流式結構，其上開有多排一定孔徑的圓孔，每排孔間兩兩相錯，每排孔的數量隨摻混錐段4的外徑尺寸增減而變化，總開孔面積之和與副進氣段I進氣口管道截面積相等，錐形段錐角由主、副進氣量的比例確定。
[0013]輔助摻混通道由輔摻混段5、摻混柵格6、摻混出口 9構成，長度為摻混錐段4的兩倍，內徑與摻混錐段4最大內徑相等；摻混柵格6位於輔助摻混通道的後部，每個柵格距由要求的摻混效果確定。
[0014]本實用新型的有益效果:
[0015]摻混裝置在滿足試驗所要求的進氣參數的基礎上，工作在正壓狀態下，摻混裝置的強度計算依照GB150-1998《鋼製壓力容器》進行。對副進氣腔、摻混錐段及其上開孔、排汙口進行強度考核計算，並檢驗摻混裝置殼體的穩定性得出結構。
[0016]摻混裝置使流入其中的兩股不同溫度的氣流在其混合段進行混合，高溫或低溫與中溫混合後，通過改變熱/冷空氣流量從而改變摻混後空氣的溫度，在摻混裝置出口得到所需的溫度均勻的流場。
[0017]本實用新型結構簡單，僅有主進氣段、副進氣段和摻混段三大部分組成，具有加工工藝簡單，成本低，適合製造各種尺寸的摻混裝置，滿足主附摻混進氣要求的特點。此外，本裝置沒有相關的輔助設施和安裝簡單，進一步降低了生產成本，具有較大的應用價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1錐壁孔式不等溫進氣摻混裝置結構示意圖。
[0019]其中，1-副進氣段、2-副進氣腔、3-主進氣段、4-摻混錐段、5-輔摻混段、6_摻混柵格、7-主進氣口、8_副進氣口、9_摻混出口。

【具體實施方式】
[0020]下面通過【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細說明:
[0021]請參閱附圖1，一種錐壁孔式不等溫進氣摻混裝置，包括副進氣段1、副進氣腔2、主進氣段3、摻混錐段4、輔摻混段5、摻混柵格6、主進氣口(7)、副進氣口 8、摻混出口 9。
[0022]摻混裝置為由主進氣口 7、主進氣段3、摻混錐段4、輔摻混段5、摻混柵格6、摻混出口 9構成一直段的主進氣及摻混主體，在摻混錐段4周圍有一圈周向包住摻混錐段4的副進氣腔2，副進氣腔2上與主進氣段3垂直方向設有副進氣段I及副進氣口 8。
[0023]主進氣通道由主進氣口 7、主進氣段3、摻混錐段4構成，長度約為摻混錐段4的一半。
[0024]副進氣通道由在摻混錐段4周圍設有一圈副進氣腔2，副進氣腔2上與主進氣段3垂直方向設有副進氣段I及副進氣口 8構成；副進氣段I擴張一定錐度連接到副進氣腔2，副進氣腔2周向包住摻混錐段4。
[0025]摻混錐段4採用多孔分流式結構，其上開有多排一定孔徑的圓孔，每排孔間兩兩相錯，每排孔的數量據隨外徑尺寸變化，總開孔面積之和與副進氣段I進氣口管道截面積基本相等，錐形段錐角由主、副進氣量的比例確定。
[0026]輔助摻混通道由輔摻混段5、摻混柵格6、摻混出口 9構成，長度為摻混錐段4的兩倍，內徑與摻混錐段4最大內徑相等；摻混柵格6位於輔助摻混通道的後部，每個柵格距由要求的摻混效果確定。
[0027]還可據需要在摻混裝置的出口段設置高效的絲網除塵器以隔阻、捕集氣流中大於一定尺寸的固態或液態雜質顆粒。絲網安裝質量的好壞直接關係到運行安全，可分割氣團有利於流場均勻，還可擋住前方管道中來的雜物，以確保試驗件冷氣進氣空氣顆粒度要求。在固定除塵網時不能出現凹凸不平、單根和局部受力的情況，並且要考慮到防塵網的更換、清洗等方面的問題。
[0028]根據使用情況，在流速較慢的情況下，摻混效果很好，而且摻混裝置的直逕取進氣管道直徑中較大者的I?1.5倍為宜，冷空氣進入摻混裝置採用多孔分流式結構，考慮噴射距離設置總開孔面積。
[0029]在設計摻混裝置時，需考慮管路壓損的匹配、平衡。計算流阻損失時，對於氣體管道，由於空氣本身有粘滯性以及空氣與管壁間有一定的摩擦作用，考慮到氣體密度很小，上升管段靜壓阻力損失和加速度阻力損失都可忽略不計，這樣管段阻力損失主要包括氣流內摩擦引起的沿程阻力損失和氣流流經摻混錐段進氣孔時，其流速的大小和方向發生變化，由此產生局部渦流所引起的局部阻力損失。摻混進氣孔壓損較大，但摻混進氣的高、低溫氣使用流量較小，且進氣總流速較慢，可以通過提高供氣壓力和流量來補償壓損。
[0030]上述實施方式揭示了本實用新型錐壁孔式不等溫進氣摻混裝置的常用實施方式，但不限於上述實施方式，在上述所揭示的基礎上還可以作進一步的改進。如可據進氣參數和試驗器需求，增加副氣進氣口數量、改變摻混段長度尺寸、改變摻混椎段上開孔數及大小、改變副進氣腔容積等。如高溫使用對加工材料、焊接變形控制、加工精度、修配技術、間隙控制有較高要求。本實用新型的摻混裝置對類似兩種溫度不同的主副進氣摻混應用，具有較大的實際應用價值。
【權利要求】
1.一種錐壁孔式不等溫進氣摻混裝置，所述摻混裝置包括副進氣段(I)、副進氣腔(2)、主進氣段(3)、摻混錐段(4)、輔摻混段(5)、摻混柵格(6)、主進氣口(7)、副進氣口(8 )、摻混出口( 9 )，其特徵在於:摻混裝置為由主進氣口( 7 )、主進氣段(3 )、摻混錐段(4)、輔摻混段(5)、摻混柵格(6)、摻混出口(9)構成一直段的主進氣及摻混主體裝置，在摻混錐段(4)周圍有一圈周向包住摻混錐段(4)的副進氣腔(2)，副進氣腔(2)上與主進氣段(3)垂直方向設有副進氣段(I)及副進氣口(8)。
2.根據權利要求1所述的摻混裝置，其特徵在於:主進氣通道由主進氣口(7)、主進氣段(3 )、摻混錐段(4 )構成，其長度為摻混錐段(4 )的一半。
3.根據權利要求1所述的摻混裝置，其特徵在於:副進氣通道由在摻混錐段(4)周圍設有一圈副進氣腔(2)，副進氣腔(2)上與主進氣段(3)垂直方向設有副進氣段(I)及副進氣口(8)構成；副進氣段(I)擴張一定錐度連接到副進氣腔(2)，副進氣腔(2)周向包住摻混錐段(4)。
4.根據權利要求1所述的摻混裝置，其特徵在於:摻混錐段(4)採用多孔分流式結構，其上開有多排一定孔徑的圓孔，每排孔間兩兩相錯，每排孔的數量隨摻混錐段(4)的外徑尺寸增減而變化，總開孔面積之和與副進氣段(I)進氣口管道截面積相等，錐形段錐角由主、副進氣量的比例確定。
5.根據權利要求1所述的摻混裝置，其特徵在於:輔助摻混通道由輔摻混段(5)、摻混柵格(6)、摻混出口(9)構成，長度為摻混錐段(4)的兩倍，內徑與摻混錐段(4)最大內徑相等；摻混柵格(6)位於輔助摻混通道的後部，每個柵格距由要求的摻混效果確定。
【文檔編號】G01M15/02GK203837917SQ201420165776
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月8日 優先權日:2014年4月8日
【發明者】鐘山 申請人:中國燃氣渦輪研究院