[发明专利]一种矩形喷管

说明书

本发明涉及一种矩形喷管。所述矩形喷管包括转接段和喷管段，所述转接段的内部通道与所述喷管段的内部通道连通；所述转接段的内部通道从入口端至出口端的横截面由圆形过渡至正方形，所述喷管段的内部通道从入口端至出口端的横截面由正方形过渡至长方形，形成一个横截面由圆形逐渐过渡至长方形的所述矩形喷管的内部通道。本发明简化了矩形喷管的结构，可以保证高温气体截面由圆形平滑地转换为矩形，产生稳定均匀的矩形截面的等离子体射流。

技术领域

本发明属于风洞试验技术领域，尤其涉及一种矩形喷管。

背景技术

等离子体风洞用于航天飞行器防热材料和结构的地面试验研究工作，一般采用电弧或者感应耦合放电的方式产生等离子体。由于上游等离子体发生器的结构一般为轴对称型，因此轴对称喷管转接等离子体发生器较为方便。而在某些应用场合，需要将上游等离子体发生器的轴对称等离子体射流由圆形转为矩形与下游设备相适配，因此，需要提供一种能产生矩形等离子体射流的喷管。

发明内容

本发明的目的是提供一种能产生矩形等离子体射流的矩形喷管，以解决现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种矩形喷管，包括转接段和喷管段，所述转接段的内部通道与所述喷管段的内部通道连通；所述转接段的内部通道从入口端至出口端的横截面由圆形过渡至正方形，所述喷管段的内部通道从入口端至出口端的横截面由正方形过渡至长方形，形成一个横截面由圆形逐渐过渡至长方形的所述矩形喷管的内部通道。

优选地，所述转接段包括第一转接段和第二转接段，所述第一转接段的内部通道呈圆锥体结构，且所述第一转接段后端的通道壁的周向上间隔设有多个切口，所述第二转接段的内部通道的横截面为正方形，所述第二转接段前端的通道壁上设有与多个所述切口相匹配的连接部，所述第一转接段和所述第二转接段之间通过所述切口和所述连接部配合连接，使所述第一转接段和第二转接段的内部通道连通。

优选地，所述喷管段包括喷管段内壳和设置在所述喷管段内壳外侧的喷管段外壳；所述喷管段外壳与所述喷管段内壳之间具有第一间隙，所述第一间隙用于供冷却水流通；所述喷管段内壳的每个侧壁面上均交错间隔设置有多条第一加强筋和多条第二加强筋，所述第一加强筋与所述喷管段内壳的一端连接，所述第二加强筋与所述喷管段内壳的另一端连接，使得所述喷管段内壳的每个侧壁面上形成了一个供冷却水通过的独立冷却水单元；所述喷管段外壳的每个侧壁面上均设置有一个喷管段进水口和一个喷管段出水口，所述喷管段进水口和所述喷管段出水口均与所述独立冷却水单元连通，使冷却水从所述喷管段进水口进入，并流经所述独立冷却水单元后从所述喷管段出水口流出。

优选地，所述喷管段进水口和所述喷管段出水口分别位于所述喷管段外壳一端的两侧。

优选地，所述喷管段外壳的内壁与所述第一加强筋和所述第二加强筋连接。

优选地，所述转接段和所述喷管段之间通过法兰连接；所述转接段与所述喷管段相连接的一端的外周分别设置有转接段法兰和喷管段法兰；所述喷管段法兰的内部沿周向交错间隔开设有四个进水通道和四个出水通道，所述进水通道的进水端用以与冷却水源连通，所述进水通道的出水端与所述喷管段进水口连接，所述出水通道的进水端与所述喷管段出水口连接，所述出水通道的出水端用于将冷却水排出。

优选地，所述喷管段包括第一喷管段和第二喷管段，所述第一喷管段的两端分别连接转接段和第二喷管段，所述第一喷管段的内部通道的横截面面积从连接有所述转接段的一端至连接有所述第二喷管段的一端渐变。

优选地，所述转接段包括转接段内壳和设置在所述转接段内壳外侧的转接段外壳；所述转接段外壳与所述转接段内壳之间具有第二间隙，用于供冷却水流通；所述转接段外壳的两侧分别设置有转接段进水口和转接段出水口，使冷却水从所述转接段进水口进入，并流经所述第二间隙后从所述转接段出水口流出。

优选地，所述转接段外壳靠近所述转接段内壳的一侧与所述转接段内壳平行设置，使得所述第二间隙等宽。