液體發(fā)動機(jī)噴嘴液流試驗(yàn)測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及液體發(fā)動機(jī)噴嘴的液流試驗(yàn)測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液體發(fā) 動機(jī)噴嘴液流試驗(yàn)測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 液體發(fā)動機(jī)噴嘴的作用一是將推進(jìn)劑組元導(dǎo)入燃燒室并限定它們的流量，二是對 燃燒室的工作過程進(jìn)行有效的控制。所以推力室工作的好壞，很大程度上取決于噴嘴的設(shè) 計(jì)。為驗(yàn)證噴嘴設(shè)計(jì)的合理性，需對噴嘴進(jìn)行液流試驗(yàn)，液流試驗(yàn)對掌握推進(jìn)劑在燃燒室的 霧化效果、燃燒穩(wěn)定性是非常有必要的。
[0003] 現(xiàn)有噴嘴液流試驗(yàn)測試方法：由于單個(gè)噴嘴流量壓力都較小，試驗(yàn)水源采取擠壓 式，噴嘴的流量測量采取稱重的方式計(jì)算。
[0004] 試驗(yàn)開始將氣源壓力調(diào)到額定值，用穩(wěn)定的氣源對試驗(yàn)水源采取擠壓，然后開啟 電磁截止閥（電磁截止閥與時(shí)間延時(shí)繼電器連接控制試驗(yàn)的開斷），由監(jiān)控系統(tǒng)對壓力表 讀數(shù)進(jìn)行錄像記錄，將流過噴嘴的水重量與時(shí)間延時(shí)繼電器的設(shè)置時(shí)間換算成單位時(shí)間的 流量值。通過噴嘴在不同流量下的壓力繪制流量壓力曲線，計(jì)算噴嘴的流量系數(shù)。該方法 存在壓力表對于動態(tài)壓力測量誤差很大且不方便實(shí)時(shí)記錄，通過時(shí)間延時(shí)繼電器控制開斷 的時(shí)間與實(shí)際電磁截止閥開斷的時(shí)間存在誤差等問題。并且該試驗(yàn)方法得到的噴嘴流量系 數(shù)與理論值相差30%，且試驗(yàn)穩(wěn)定性不好，試驗(yàn)效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的就是針對上述技術(shù)改進(jìn)后的不足，提供一種能提高噴嘴液流試 驗(yàn)效率和減小測試采集誤差的液體發(fā)動機(jī)噴嘴液流試驗(yàn)測試裝置。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的液體發(fā)動機(jī)噴嘴液流試驗(yàn)測試裝置，包括 氣源、通過調(diào)壓閥與所述氣源相連的蓄水容器、與所述蓄水容器相連的電磁截止閥，以及與 所述電磁截止閥連接的時(shí)間延時(shí)繼電器和噴嘴試驗(yàn)件，所述蓄水容器與所述電磁截止閥之 間設(shè)置有第一壓力傳感器，所述電磁截止閥與噴嘴試驗(yàn)件之間設(shè)置有第二壓力傳感器，所 述噴嘴試驗(yàn)件的出水端設(shè)置有流量傳感器，所述第一壓力傳感器、所述第二壓力傳感器和 所述流量傳感器均通過采集卡與控制終端相連，所述時(shí)間延時(shí)繼電器與所述控制終端相 連。
[0007] 進(jìn)一步地，所述第一壓力傳感器量程為0~6MPa、采樣頻率彡IkHz ;所述第二壓力 傳感器的量程為0~6MPa、采樣頻率彡1kHz。
[0008] 進(jìn)一步地，所述流量傳感器量程為0~1000kg/h、采樣頻率彡1kHz。
[0009] 進(jìn)一步地，所述采集卡為NI PCI-6284的8通道采集卡，采集頻率彡IOkHz。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0011] 1、噴嘴壓力、流量和試驗(yàn)時(shí)間通過傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，形成相對應(yīng)的數(shù)據(jù)曲線， 同時(shí)減少壓力表讀數(shù)和水稱重的操作，提高試驗(yàn)效率；
[0012] 2、利用控制終端對采集到的數(shù)據(jù)濾波、去毛刺等操作提高測試信號的精度，同時(shí) 通過控制終端提高采集頻率達(dá)到補(bǔ)償測試誤差的效果，噴嘴液流試驗(yàn)測試誤差< 2%。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本實(shí)用新型液體發(fā)動機(jī)噴嘴液流試驗(yàn)測試裝置的結(jié)構(gòu)流程圖。
[0014] 圖中各部件標(biāo)號如下：氣源1、調(diào)壓閥2、蓄水容器3、第一壓力傳感器4、電磁截止 閥5、第二壓力傳感器6、噴嘴試驗(yàn)件7、流量傳感器8、時(shí)間延時(shí)繼電器9、采集卡10、控制終 端11〇
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0016] 如圖1所示的液體發(fā)動機(jī)噴嘴液流試驗(yàn)測試裝置，從右到左依次包括氣源1、通過 調(diào)壓閥2與氣源1相連的蓄水容器3、與蓄水容器3相連的電磁截止閥5、以及與電磁截止 閥5連接的時(shí)間延時(shí)繼電器9和噴嘴試驗(yàn)件7。蓄水容器3與電磁截止閥5之間設(shè)置有第 一壓力傳感器4,第一壓力傳感器4實(shí)時(shí)測量蓄水容器3出水端的壓力，電磁截止閥5與噴 嘴試驗(yàn)件7之間設(shè)置有第二壓力傳感器6,第二壓力傳感器6實(shí)時(shí)測量噴嘴試驗(yàn)件7進(jìn)水 端的壓力，噴嘴試驗(yàn)件7的出水端設(shè)置有流量傳感器8,流量傳感器8實(shí)時(shí)測量噴嘴試驗(yàn)件 7的流量；第一壓力傳感器4、第二壓力傳感器6和流量傳感器8均通過采集卡10與控制終 端11相連，時(shí)間延時(shí)繼電器9與控制終端11相連。
[0017] 若第一壓力傳感器4實(shí)時(shí)測量蓄水容器3出水端的壓力與試驗(yàn)要求值不符時(shí)，調(diào) 節(jié)調(diào)壓閥2,使蓄水容器3出水端的壓力達(dá)到試驗(yàn)要求值。
[0018] 本實(shí)施例中第一壓力傳感器4量程為0~6MPa、測量精度0. 2% F · s、采樣頻率 彡IkHz ;第二壓力傳感器6的量程為0~6MPa、測量精度為0. 2% F · s、采樣頻率彡IkHz ; 流量傳感器量8程為0~1000kg/h、采樣頻率多IkHz ;采集卡10為NI PCI-6284的8通道 采集卡，采集頻率多IOkHz。
[0019] 使用液體發(fā)動機(jī)噴嘴液流試驗(yàn)測試裝置測試噴嘴試驗(yàn)件方法如下：
[0020] 1)打開氣源1，通過調(diào)壓閥2將氣源1壓力調(diào)到試驗(yàn)要求值，用穩(wěn)定的氣源1對試 驗(yàn)水源采取擠壓，然后開啟電磁截止閥2,電磁截止閥2與時(shí)間延時(shí)繼電器9連接控制試驗(yàn) 的開斷；
[0021] 2)第一壓力傳感器4實(shí)時(shí)測量蓄水容器3出水端的壓力，第二壓力傳感器6實(shí)時(shí) 測量噴嘴試驗(yàn)件7進(jìn)水端的壓力，流量傳感器8實(shí)時(shí)測量噴嘴試驗(yàn)件7的流量；
[0022] 3)第二壓力傳感器6的壓力數(shù)據(jù)和流量傳感器8的流量數(shù)據(jù)通過采集卡10進(jìn)行 采集，同時(shí)，根據(jù)采集卡10采集數(shù)據(jù)的頻率計(jì)算試驗(yàn)開斷的時(shí)間；
[0023] 4)采集卡10將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂平K端11，控制終端11對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí) 時(shí)圖像顯示，并通過控制終端11對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、去毛刺處理，計(jì)算出噴嘴試驗(yàn)件的流量 系數(shù)；
[0024] 流量系數(shù)計(jì)算公式如下：
[0026] 其中：Qni為流量傳感器實(shí)時(shí)測量噴嘴試驗(yàn)件水的流量，單位為g/S，A "為噴嘴試驗(yàn) 件截面積，單位為m2, P。為第二壓力傳感器實(shí)時(shí)測量噴嘴試驗(yàn)件進(jìn)水端的壓力，單位為MPa。
[0027] 下面是具體試驗(yàn)過程：
[0028] 噴嘴試驗(yàn)件7共選取0. 5~1.0 MPa的壓降，其中每0.1 MPa取一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí) 際壓力以測量為準(zhǔn)。通過調(diào)壓閥2將氣源1壓力調(diào)到試驗(yàn)要求值，然后開啟電磁截止閥5 ; 第二壓力傳感器6實(shí)時(shí)測量噴嘴試驗(yàn)件進(jìn)水端的壓力，流量傳感器8實(shí)時(shí)測量噴嘴試驗(yàn)件 的流量；第二壓力傳感器6的壓力數(shù)據(jù)和流量傳感器8的流量數(shù)據(jù)通過采集卡10進(jìn)行采 集，同時(shí)，根據(jù)采集卡10采集數(shù)據(jù)的頻率計(jì)算試驗(yàn)開斷的時(shí)間；由控制終端11對采集的數(shù) 據(jù)和試驗(yàn)開斷的時(shí)間進(jìn)行保存、處理，計(jì)算出噴嘴試驗(yàn)件的流量系數(shù)；
[0029] 噴嘴試驗(yàn)件試驗(yàn)結(jié)果及分析列表如下：
[0030] 表1噴嘴試驗(yàn)件試驗(yàn)結(jié)果
[0033] 其中1、2、3組測量采集頻率為20Hz，4、5、6組測量采集頻率為100Hz。
[0034] 噴嘴試驗(yàn)件設(shè)計(jì)值為0. 7MPa壓降時(shí)，流量系數(shù)為0. 8。實(shí)測結(jié)果，0. 7MPa壓降下， 流量系數(shù)為〇. 796~0. 808之間。設(shè)計(jì)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果契合一致。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種液體發(fā)動機(jī)噴嘴液流試驗(yàn)測試裝置，包括氣源（1)、通過調(diào)壓閥（2)與所述氣源 (1)相連的蓄水容器（3)、與所述蓄水容器（3)相連的電磁截止閥（5)，以及與所述電磁截 止閥（5)連接的時(shí)間延時(shí)繼電器（9)和噴嘴試驗(yàn)件（7)，其特征在于：所述蓄水容器（3)與 所述電磁截止閥（5)之間設(shè)置有第一壓力傳感器（4)，所述電磁截止閥（5)與噴嘴試驗(yàn)件 (7)之間設(shè)置有第二壓力傳感器（6)，所述噴嘴試驗(yàn)件（7)的出水端設(shè)置有流量傳感器（8)， 所述第一壓力傳感器（4)、所述第二壓力傳感器（6)和所述流量傳感器（8)均通過采集卡 (10)與控制終端（11)相連，所述時(shí)間延時(shí)繼電器（9)與所述控制終端（11)相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體發(fā)動機(jī)噴嘴液流試驗(yàn)測試裝置，其特征在于：所述第一 壓力傳感器（4)量程為0~6MPa、采樣頻率多1kHz ;所述第二壓力傳感器（6)的量程為0~ 6MPa、采樣頻率彡1kHz。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體發(fā)動機(jī)噴嘴液流試驗(yàn)測試裝置，其特征在于：所述流量 傳感器（8)量程為0~1000kg/h、采樣頻率多1kHz。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體發(fā)動機(jī)噴嘴液流試驗(yàn)測試裝置，其特征在于：所述采集 卡（10)為NI PCI-6284的8通道采集卡，采集頻率彡10kHz。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種液體發(fā)動機(jī)噴嘴液流試驗(yàn)測試裝置，通過調(diào)壓閥將氣源壓力調(diào)到試驗(yàn)要求值，然后開啟電磁截止閥；第二壓力傳感器實(shí)時(shí)測量噴嘴試驗(yàn)件進(jìn)水端的壓力，流量傳感器實(shí)時(shí)測量噴嘴試驗(yàn)件的流量；第二壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)和流量傳感器的流量數(shù)據(jù)通過采集卡進(jìn)行采集，根據(jù)采集卡采集數(shù)據(jù)的頻率計(jì)算試驗(yàn)開斷的時(shí)間；由控制終端對采集的數(shù)據(jù)和試驗(yàn)開斷的時(shí)間進(jìn)行保存、處理，計(jì)算出噴嘴試驗(yàn)件的流量系數(shù)。噴嘴壓力、流量和試驗(yàn)時(shí)間通過傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，形成相對應(yīng)的數(shù)據(jù)曲線，同時(shí)減少壓力表讀數(shù)和水稱重的操作，提高試驗(yàn)效率；利用控制終端對采集到的數(shù)據(jù)濾波、去毛刺等操作提高測試信號的精度，噴嘴液流試驗(yàn)測試誤差≤2％。
【IPC分類】G01M15/02
【公開號】CN204964196
【申請?zhí)枴緾N201520683258
【發(fā)明人】鐘織富, 薛艷龍, 陳祥, 杜利亞, 鐘震
【申請人】湖北三江航天江北機(jī)械工程有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月2日