[发明专利]一种发动机引射装置及其壁面的温度控制方法

说明书

本发明涉及发动机试验引射装置壁面温度控制技术，具体涉及一种发动机引射装置及其壁面的温度控制方法，以解决目前发动机试验引射装置壁面温度测量中，温度传感器一般安装在外层冷却夹套，存在无法准确测量的问题。本发明所采用的技术方案为：一种发动机引射装置，包括内层引射管、套设在内层引射管上的外层冷却夹套，以及设置在冷却夹套上的温度测试系统；温度测试系统包括测温单元；测温单元包括正极热偶丝、负极热偶丝、套设在正极热偶丝和负极热偶丝外部的陶瓷套管、套设在陶瓷套管外部的嵌入式隔离管；正极热偶丝和负极热偶丝的测温端采用双绞结构且焊接在内层引射管外壁上；本发明还提供一种发动机引射装置壁面的温度控制方法。

技术领域

本发明涉及发动机试验引射装置壁面温度控制技术，具体涉及一种发动机引射装置及其壁面的温度控制方法。

背景技术

如图1和图2所示，在液体火箭发动机高空模拟试验中，发动机通常需设计、使用引射装置以实现推力室喷管出口真空环境工作状态的模拟，夹层水冷式结构的引射装置是发动机高空模拟试验的核心装备，其主体结构包括内层引射管01和外层冷却夹套02。

在发动机点火试验时，推力室喷口产生的高温高压燃气会直接与引射装置内层引射管01的内壁面产生高温对流和辐射作用，为了保证内层引射管01能够获得冷却，需要通过外层冷却夹套02供应大量的冷却水对内层引射管01进行降温冷却，避免内层引射管01出现烧蚀、损坏等异常现象。因此，冷却降温是保证引射装置稳定工作的基础，必须获取、掌握引射装置的温度分布数据，为引射装置及发动机热试车时稳定、可靠工作提供保障。

按照试验要求，内层引射管01壁面温度作为引射装置的关键参数需要在发动机热试车中实时监测、测量。然而，由于引射装置结构的封闭性，无法使用非接触式温度测量方式。当引射装置采用接触式温度测量方式时，因内层引射管01的内壁面与发动机喷口的高温高压燃气直接接触，使常规的温度传感器及测量电缆无法直接有效安装在内层引射管01的内壁面。

因此，现有的温度传感器一般安装在外层冷却夹套02中，但温度传感器由于冷却水温的影响无法准确反应引射装置的内壁面温度，而且温度传感器一般也不能与水接触，一旦接触还易于导致温度传感器绝缘失效、数据异常等问题，难以实现对引射装置内壁面温度参数的准确测量。

发明内容

本发明在于解决目前发动机试验引射装置壁面温度测量中，温度传感器一般安装在外层冷却夹套，存在无法准确测量的问题，而提供一种发动机引射装置及其壁面的温度控制方法。

本发明所采用的技术方案为：一种发动机引射装置，其特殊之处在于：

包括内层引射管、套设在内层引射管上的外层冷却夹套，以及设置在冷却夹套上的温度测试系统；

所述温度测试系统包括设置在内层引射管上的至少两个测温单元，各个测温单元分别布设在不同的温度区域上；所述测温单元包括正极热偶丝、负极热偶丝、套设在正极热偶丝和负极热偶丝外部的陶瓷套管、套设在陶瓷套管外部的嵌入式隔离管；

所述正极热偶丝和负极热偶丝的测温端采用双绞结构且焊接在内层引射管外壁上；所述正极热偶丝和负极热偶丝的输出端伸出嵌入式隔离管；所述嵌入式隔离管的一端焊接在内层引射管外壁上，其另一端穿过外层冷却夹套且与外层冷却夹套密封连接；

所述陶瓷套管与嵌入式隔离管之间填充陶瓷粉末，其中陶瓷粉末需将结构内空隙填充饱满，后使用高温胶对其进行固定，消除应力，确保热偶丝在嵌入式隔离管内保持绝缘、固定，以达到热偶丝焊点牢固、可靠的目的；所述正极热偶丝和负极热偶丝均与嵌入式隔离管之间填充有绝缘硅脂。

进一步地，所述嵌入式隔离管所隔离的被测区域面积不大于0.12cm²。

进一步地，所述内层引射管上设置有三个不同的温度区域，三个不同的温度区域分别位于内层引射管的进口处、中部和出口处。

进一步地，所述嵌入式隔离管的的通径尺寸为DN4。