[发明专利]钨铼热电偶的合金焊点伸出长度的测量方法和装置

说明书

本发明提供了钨铼热电偶的合金焊点伸出长度的测量方法和装置，包括：采集发动机燃烧室参数和燃气参数；根据发动机燃烧室参数和燃气参数计算目标函数准确度和目标函数安全裕度；设定约束条件；在约束条件下，根据目标函数准确度和目标函数安全裕度计算钨铼合金焊点的伸出长度；其中，约束条件为伸出长度设定范围的条件，可以计算出钨铼合金热电偶测量端的伸出长度，提高火箭发动机燃烧室内部的燃气温度测量的准确性，并保证钨铼合金焊点的安全性。

技术领域

本发明涉及航空宇航技术领域，尤其是涉及钨铼热电偶的合金焊点伸出长度的测量方法和装置。

背景技术

火箭发动机在地面试验中燃气温度一般高于2000℃，在接触式测温法中，通常使用K型热电偶、铂铑-铂热电偶和铂铑-铂铑热电偶，K型热电偶采用镍铬和镍硅等材料，价格便宜，应用广泛，但其测温上限一般不超过1300℃，限制了其在火箭发动机燃气温度测量中的使用。铂铑-铂热电偶和铂铑-铂铑热电偶采用不同配比的铂铑合金以及纯铂金属，价格较K型热电偶高，长期使用温度为1600℃，短期使用温度为1800℃，因此很难在火箭发动机燃气温度测量中直接使用。

另外，K型热电偶的测量端、铂铑-铂热电偶的测量端和铂铑-铂铑热电偶的测量端在与火箭发动机燃烧室内高温燃气直接接触时，通常采用实验法和经验法确定伸出长度，即在燃气温度距离上述热电偶测温上限较大时，伸出长度一般较长；在燃气温度距离上述热电偶测温上限较小时，伸出长度一般较短。如果热电偶的伸出长度过长或过短，都会导致火箭发动机燃烧室内部的燃气温度测量不准确。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供钨铼热电偶的合金焊点伸出长度的测量方法和装置，可以计算出钨铼合金热电偶测量端的伸出长度，提高火箭发动机燃烧室内部的燃气温度测量的准确性，并保证钨铼合金焊点的安全性。

第一方面，本发明实施例提供了钨铼热电偶的合金焊点伸出长度的测量方法，所述方法包括：

采集发动机燃烧室参数和燃气参数；

根据所述发动机燃烧室参数和所述燃气参数计算目标函数准确度和目标函数安全裕度；

设定约束条件；

在所述约束条件下，根据所述目标函数准确度和所述目标函数安全裕度计算钨铼合金焊点的伸出长度；

其中，所述约束条件为所述伸出长度设定范围的条件。

进一步的，所述发动机燃烧室参数包括燃烧室直径，所述燃气参数包括燃气密度、燃气动力粘度、燃气定压比热容、燃气热传导系数、燃气轴向速度、燃气气体常数、燃气热扩散率、主流区燃气速度、燃气压强和燃气运动粘度。

进一步的，所述根据所述发动机燃烧室参数和所述燃气参数计算目标函数准确度和目标函数安全裕度，包括：

获取第一温度测量装置测点的第一温度和第二温度测量装置测点的第二温度，以及所述第一温度测量装置测点和所述第二温度测量装置测点的轴向距离；

根据所述燃烧室直径、所述燃气轴向速度、所述燃气密度和所述燃气动力粘度，计算雷诺数；

根据所述雷诺数和测点距燃气喷射处的轴向距离计算边界层厚度；

根据所述燃气动力粘度、所述燃气定压比热容和所述燃气热传导系数计算燃气的普朗特数；

根据所述边界层厚度和所述燃气的普朗特数计算热边界层厚度；

利用火箭发动机的热力计算得到主流区的理论燃气温度；

在预设的第一控制方程条件下，根据所述主流区的理论燃气温度、所述第一温度、所述第二温度、所述第一温度测量装置测点和所述第二温度测量装置测点的轴向距离、所述燃气轴向速度、所述燃气热扩散率和所述热边界层厚度，计算燃烧室温度；