[发明专利]基于模块化设计的微小空间燃烧试验测量台

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种基于模块化设计的微小空间燃烧试验测量台，用于测量微小空间内燃烧场的温度，压力，速度，各种光学图像等参数或检验微小型燃烧室性能。属于微小空间燃烧场测量技术及微小型燃烧室设计领域。

背景技术

微型涡喷发动机设计具有不同于常规发动机的特殊性：一方面，因为微型化而产生的低雷诺数流动、燃烧驻留时间短、制造工艺限制等问题对MTE的主要部件的设计和工作特性都产生了显著的影响；另一方面，由于MTE整机结构紧凑、尺度小，因此其部件尺度（如盘体厚度）、部件与部件的间距都尽量缩短（达到毫米量级），这样一来整机环境下的部件特性受其他部件或环境影响的程度就会很明显。目前关注MTE设计特殊性的研究多集中在第一方面，对整机环境下各部件相互影响及匹配工作的研究还不多。在国内外微型涡喷发动机领域，微空间内燃烧技术都被作为研究的重点。数值模拟手段难以对燃烧场进行较为准确的预测。中大型发动机燃烧室由于燃烧室内部空间相对较大，在不需要对原有结构进行改动的基础上，采用接触式或非接触式测量都能较为准确得到所要采集参数。而在微小型燃烧室领域，接触式测量的方法会对流场，燃烧场产生较大的影响，从而难以得到较为全面的整场参数；非接触式测量因为微小型燃烧室接口截面狭小，几乎不可能提供相应空间。完整微型燃烧室结构由于进出口空间限制难以对其内部流场参数进行观察和测量，从而限制了对微小空间燃烧机理的进一步认识。

发明内容

本发明提出的是一种基于模块化设计的微小空间燃烧试验测量台，基于模块化设计思想提出：根据微型燃烧室的各个部件的功能特点将其按基本流场周期性和结构周期性特点分解成为可以模块化装配的组件。并要求该组件可以做到随微小型燃烧室几何结构和气动布局的变化而调整，并利于目前大部分测量手段对燃烧室内部流场参数进行测量。

本发明的技术解决方案：试验台结构包括4条相互独立的物质输运通道模块，其中3条是供气通道模块和1条燃料通道模块。3条供气通道模块分别是：1 在燃烧试验测量台上方的用于给外壁射流孔供气的上通道模块 ；2 燃烧试验测量台下方的用于给外壁射流孔供气的下通道供气模块；3 一股空气直接进入蒸发管的供气通道模块；1条燃料通道模块是燃料从燃料通道进入蒸发管的燃料通道模块。用于固定蒸发管是燃烧台前端面模块，在燃烧试验测量台两侧隔断处分别采用耐高温玻璃或低温时采用光学玻璃和开测量孔的金属板。

本发明的优点:a 通用性强， 对于同一尺寸下的各种类型的微型燃烧室都能通过对不同模块的长度或高度更改而得到其一个周期的基本结构，而并不需要对整个燃烧试验台进行重新设计。试验台适用于60mm~￠200mm等微小型燃烧室的性能检测，或燃烧室内初步流场设计验证以及相关的射流孔机理试验分析。b 可调节性强，微型燃烧试验台各个通道完全独立，可达到微小型燃烧室设计流量范围内任何气动参数点。c 可观测性强，可兼容目前大多数的流场参数测量手段（如PIV、热线风速仪、高速摄像、激光测温、热电偶测温等），并能够提供几乎整个微型燃烧室的测量空间。可以用于微小型燃烧室内部流场测量、射流耦合结构观测等。

附图说明

附图1是微型多功能燃烧试验台结构示意图。

附图2是图1的侧视图。

附图3 试验台系统装配三维示意图。

附图4 射流孔板的示意图。

图中的 1是燃烧试验台上通道模块， 2是燃烧试验台下通道模块， 3 是蒸发管模块， 4是金属板隔断，5是玻璃隔断， 6是燃烧台前端面模块。

具体实施方式

对照附图，其结构是包括4条相互独立的物质输运通道模块，其中3条是供气通道模块和1条燃料通道模块，3条供气通道模块分别是设计在燃烧试验测量台上方的用于给外壁射流孔供气的上通道供气模块1、燃烧试验测量台下方的用于给外壁射流孔供气的下通道供气模块2和一股空气直接进入蒸发管的供气通道模块，1条燃料通道模块是燃料从燃料通道进入蒸发管的燃料通道模块，用于固定蒸发管是燃烧台前端面模块3，在燃烧试验测量台两侧隔断处分别采用耐高温玻璃隔断5或低温时采用光学玻璃和开测量孔的金属板隔断4。

内外壁射流孔板宽度为需要模拟燃烧室一个周期的周长且采用抽插式安装方法，其插槽分别为开在上下通道上的深3mm，宽1mm的槽道。