[发明专利]一种评估涂层燃烧室壁面对液膜冷却影响的测试系统及方法

权利要求书

1.一种评估涂层燃烧室壁面对液膜冷却影响的测试方法，其特征在于，包括液滴发生器、燃烧室涂层试验样件、电加热底板、热电偶、温度控制器、上位机、高速摄影机、长焦显微镜头、同步信号装置以及频闪光源，温度控制器与电加热底板及热电偶连接，具体步骤如下：

(1)电加热底板放置于燃烧室涂层试验样件底部，对燃烧室涂层试验样件按照发动机点火实际状态进行加热，在燃烧室涂层试验样件侧面粘贴热电偶，对燃烧室涂层试验样件实时温度进行测量；

(2)温度控制器与电加热底板及热电偶连接，温度控制器实时采集热电偶数据，并与系列目标温度进行比对，以控制电加热底板的通断电，使燃烧室涂层试验样件的温度与系列目标温度一致；

(3)长焦显微镜头装入4000帧/秒以上的高速摄影机上，通过上位机对高速摄影机进行开关、视场选取以及对焦，并将同步频闪光源与高速摄影机通过同步信号装置进行连接；

(4)将液滴发生器置于燃烧室涂层试验样件的正上方一定距离，使液滴的自由落体的末速度达到所需的系列速度，通过液滴发生器生成所需系列直径的液滴，以模拟离心式喷嘴喷射出来的雾化液滴，通过液滴下落高度和粒径计算液滴的系列入射韦伯数；

(5)同步启动液滴发生器及同步信号装置，对液滴撞击燃烧室涂层试验样件及撞击后1-10S的液滴状态进行高速摄影并存储在上位机中；

(6)在上位机中对测试结果进行分析，对液滴撞击后的状态按照铺展、液膜、破碎、悬浮、反弹及飞溅进行机制划分，以对撞击后液滴的飞溅角、速度、粒径进行数据统计建模，为液滴群整体撞壁的数值模拟提供理论模型，以指导离心式喷嘴设计，使液滴群在撞壁燃烧过程中落入到理想的机制范围内。

2.如权利要求1所述一种评估涂层燃烧室壁面对液膜冷却影响的测试方法，其特征在于，通过所确定的燃烧室涂层试验样件的系列温度及液滴的系列入射韦伯数，确定测试的边界状态。

3.如权利要求1所述一种评估涂层燃烧室壁面对液膜冷却影响的测试方法，其特征在于，燃烧室涂层包括通过挂浆法烧结而成的硅化物涂层或钽十钨涂层。

4.如权利要求1所述一种评估涂层燃烧室壁面对液膜冷却影响的测试方法，其特征在于，燃烧室涂层包括通过电弧沉积+真空包渗方法制备的硅化钼涂层。

5.如权利要求1所述的一种评估涂层燃烧室壁面对液膜冷却影响的测试方法，其特征在于，燃烧室涂层试验样件的温度范围为100℃-600℃。

6.如权利要求1所述的一种评估涂层燃烧室壁面对液膜冷却影响的测试方法，其特征在于，其特征在于，系列目标温度包括液滴在一定压力下的沸点T_B和液滴在涂层壁面上对应的莱登弗斯特温度T_L。

7.如权利要求6所述的一种评估涂层燃烧室壁面对液膜冷却影响的测试方法，其特征在于，实际测试过程中，将燃烧室涂层试验样件的温度T分别控制在T＜T_B、T_B＜T＜T_L和T＞T_L三种状态，从小到大依次在100-2000范围内增加入射韦伯数，通过图像分析，判定机制变化的临界点，以该点为临界韦伯数，作为机制划分的界面。