[发明专利]液氧煤油发动机试验用燃气扩压器设计方法

权利要求书

1.一种液氧煤油发动机试验使用的燃气扩压器设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)制定扩压器设计要求；所述扩压器设计要求包括发动机喷管燃气出口温度、燃气出口压力、燃气流量、发动机喷管结构尺寸、环境温度、环境压力、模拟高度、模拟真空压力、冷却形式、冷却水流量；

2)扩压器结构参数和性能参数计算；

3)扩压器的性能分析；

3.1)确定进行扩压器性能分析的对象；所述扩压器性能分析的对象包括扩压器内部流场、扩压器外层槽板与筋板以及扩压器内部冷却水通道；

3.2)扩压器内部流场的分析；

3.2.1)创建扩压器内部流场模型；

3.2.2)设置不同引射间距、不同长径比、不同的启动压力对扩压器内部流场模型中的温度场、压力场、速度场进行分析，获取扩压器内部流场模型的满流状态和激波状态；确定适合的引射间距、长径比以及启动压力；

3.3)扩压器外层盖板与筋板的分析；

3.3.1)创建扩压器外层盖板与筋板的有限元模型；

3.3.2)选取不同材料、不同的焊接方式对扩压器外层盖板与筋板的有限元模型的连接强度、连接刚度、应变、力热耦合以及瞬间动力学分析，根据扩压器外层盖板与筋板的有限元模型结构的应变状态、焊接强度、材料特性确定扩压器外层槽板与筋板的材料、厚度；

3.4)扩压器内部冷却水通道的分析；

3.4.1)创建扩压器内部冷却水流通结构有限元模型；

3.4.2)选取不同的流通面积、不同面积分布、不同的槽板结构形式进行应力和应变分析、力热耦合分析以及模态分析；获取扩压器内部冷却水流通结构有限元模型的冷却水流通的温升变形、应变分布以及应力分布；确定扩压器内部冷却水流通结构有限元模型的冷却水通道的流通面积、分布数量以及结构形式；

3.5)扩压器内部流场的验证；

4)扩压器的加工与装配；

扩压器的加工与装配包括对内层、筋板、盖板、进水集液环、出水集液环、间隙调节装置的加工以及着色检验、水压试验、表面处理、测点安装、进水管与出水管的安装。

2.根据权利要求1所述的液氧煤油发动机试验使用的燃气扩压器设计方法，其特征在于：

所述扩压器结构参数包括扩压器内径、扩压器长径比；

所述扩压器性能参数包括燃气扩压器的换热参数、沿程阻力损失、冷却水流量、冷却水通道高度以及扩压器壁温。