[发明专利]一种高压燃气流快速减压整流装置及方法

权利要求书

1.一种高压燃气流快速减压整流装置，其特征在于，该减压整流装置为回转体结构，沿气流方向依次包括入口法兰（1）、超音速激波段（2）、平直段（5）、收敛段（10）和出口法兰（11）；

所述入口法兰（1）用于引入经发动机喷管加速至音速的燃气流；

所述超音速激波段（2）为锥状扩张段，通过扩张将燃气流加速到超音速状态，所述超音速激波段（2）的中部布置有至少一件多孔阻尼板（3），多孔阻尼板（3）的开孔率为20%~40%，通过匹配流动速度与环境压力，使燃气流在多孔阻尼板（3）前方的流场中间处产生正激波，对燃气流初步减压，并使燃气流由超音速状态转变为亚音速状态；所述多孔阻尼板（3）的板面垂直于装置的轴线，用于将燃气流由亚音速状态再次转变为超音速状态，并在多孔阻尼板（3）的下游形成二次激波，对燃气流进行二次精准减压，使总压下降至设计值附近，燃气流得到初步整流；

所述超音速激波段（2）与平直段（5）之间布置有突扩台阶（4），所述突扩台阶（4）的内径大于超音速激波段（2）的大端内径且等于平直段（5）的内径，突扩台阶（4）用于降低燃气流的平均流速；

所述平直段（5）内布置有至少一件整流板，所述整流板上开设通孔，用于在低于设计平均速度的流道内对燃气流整流，使其流动径向速度差异大幅减小，流动均匀性大幅提升；

所述收敛段（10）用于降低流场中心与边区的流速差异，将燃气流平均速度提升至设计值，由出口法兰（11）排出。

2.根据权利要求1所述的减压整流装置，其特征在于，所述超音速激波段（2）的扩张角为10°~40°。

3.根据权利要求1所述的减压整流装置，其特征在于，所述超音速激波段（2）的中部布置有1件多孔阻尼板（3）。

4.根据权利要求1所述的减压整流装置，其特征在于，所述平直段（5）内布置有两件整流板。

5.根据权利要求1所述的减压整流装置，其特征在于，针对3~50MPa降压，整流板的开孔率为10%~25%，燃气流在平直段（5）的流速为30~50m/s。

6.根据权利要求1所述的减压整流装置，其特征在于，所述入口法兰（1）、超音速激波段（2）、平直段（5）、收敛段（10）和出口法兰（11）之间通过可拆卸法兰结构连接，或者通过3D打印技术一体成型。

7.根据权利要求1所述的减压整流装置，其特征在于，所述减压整流装置还包括承力环（7），所述承力环（7）套设在平直段（5）上，相邻承力环（7）之间形成外部装置移动或固定整个减压整流装置的限位空间。

8.一种高压燃气流快速减压整流方法，其特征在于，通过权利要求1至7之一所述的高压燃气流快速减压整流装置实施，采用气动激波-多孔阻尼板组合减压方法，通过设计流道构型在超音速激波段前段流场中间处产生正激波，对高压来流进行初步减压，之后燃气流经多孔阻尼板时，在多孔阻尼板下游产生二次激波，对燃气流进行二次精准减压，并初步整流；

采用突扩台阶降低燃气流的平均速度，并在低于设计平均速度的平直段内采用整流板对燃气流进行整流，之后通过收敛段将燃气流速度提升至设计值。