一种应用于火星风洞的低气压引射器装置的制作方法

本发明涉及一种应用于火星风洞的低气压引射器装置。

背景技术：

常压低速风洞的驱动系统，由可控的电机和由它带动的风扇作为动力驱动系统。另一种暂冲式高速风洞，用压气机事先将空气增压贮存在贮气罐中，或用真空泵把与风洞出口管道相连的真空罐抽真空，实验时快速开启阀门，使高压空气直接或通过引射器进入洞体或由真空罐将空气吸入洞体，因而有吹气、引射、吸气以及它们相互组合的各种形式，一般雷诺数较高，它的工作时间可由几秒到几十秒。

而对于火星风洞的驱动系统，其动力驱动系统要满足以下技术指标：试验的气体介质既可以是co2，也是可以是空气，试验舱的压力为100-1500pa低气压环境，试验段的风速范围为5-100m/s，并能连续调节风速，此外，连续吹风试验需达1小时以上。

传统的引射器，喷嘴喉道直径较粗，供气压力较高，气量消耗大，能使喷嘴出口形成高马赫数，在引射器的作用下，在试验区形成很高的风速。而火星风洞的气压极低，气体密度也极低，温度也较低，采用传统的引射器不仅不能形成高风速，喷射气流瞬间容易结冰，还会使引射器的喉道形成阻塞，降低引射器的效率，在低气压(100-1500pa)的真空容器内，单纯增加常规引射器的进气压力，已不能实现高风速，试验段的风速最高只有约70m/s，且不能长时间持续性试验。

技术实现要素：

基于以上不足之处，本发明公开一种应用于火星风洞的低气压引射器装置，位于火星风洞引射器段，引射器段位于顺气流方向的试验段后方，能够在低气压下获得高风速，消耗气量小，且可连续工作1小时以上，同时解决喷射气流瞬间导致的结冰问题。

本发明所采用的技术如下：一种应用于火星风洞的低气压引射器装置，包括引射器壳体、引射器腔室外壳、引射器腔室、多根喷管和供气管路，供气管路与气源连通，所述的引射器腔室外壳环绕引射器壳体一圈，并与其外壁密封连接形成密闭的引射器腔室，供气管路与引射器腔室连通，多根喷管互相平行、并且按一定间隔径向穿过引射器壳体，每根喷管的首尾都分别与所述的引射器腔室连通，每根所述的喷管位于引射器壳体内部的部分开有多个喷嘴。

本发明还具有如下技术特征：

1、所述的喷嘴为一段带有直管的圆锥形喉孔，喉孔上直管的喉径不能大于喷管内径的1/10。

2、每根所述的喷管上的多个喷嘴等间距分布。

3、每根所述的喷管上的喷嘴数量与喷管的数量相同。

4、所述的供气管路上安装有管道加热器。

5、所述的供气管路上安装有流量调节阀。

本发明的优点和有益效果：与现有类型的装置相比形成同样的风速，本引射器消耗气量很小，能够长时间形成连续风速，引射效率高；在低气压(100-1500pa)的真空容器内，可显著地提高最高风速。

附图说明

图1是一种应用于火星风洞的低气压引射器装置结构主示图。

图2是一种应用于火星风洞的低气压引射器装置结构左视图。

图3是一种应用于火星风洞的低气压引射器装置的喷口图。

图4是一种应用于火星风洞的低气压引射器装置供气管道原理图。

图中：1、引射器段连接法兰，2、引射段外壳体，3、引射器腔室外壳，4、喷管，5、连接螺栓，6、引射器腔室，7、进气口连接法兰，8、波纹管，9、供气管路，10、引射段支架，11、喉口，12、流量计，13、流量调节阀，14、压力表，15、稳压阀，16、管道加热器，17、安全阀，18、球阀，19、进气管道，20、真空容器，21、火星风洞稳定段，22、风洞试验段，23、引射器段。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-4所示，一种应用于火星风洞的低气压引射器装置，包括引射器壳体2、引射器腔室外壳3、引射器腔室6、多根喷管4和供气管路9，供气管路9与气源连通，所述的引射器腔室外壳3环绕引射器壳体2一圈，并与其外壁密封连接形成密闭的引射器腔室6，供气管路9与引射器腔室6连通，多根喷管4互相平行、并且按一定间隔径向穿过引射器壳体2，每根喷管4的首尾都分别与所述的引射器腔室6连通，每根所述的喷管4位于引射器壳体2内部的部分上开有多个喷嘴11。所述的喷嘴11为一段带有直管的圆锥形喉孔，喉孔采用45度扩散的方式，可使低气压下获得高风速，消耗气量小，在喷口处不会结冰，且可连续工作1小时以上，喉孔上直管的喉径不能大于喷管4内径的1/10，每根所述的喷管上的多个喷嘴11等间距分布，每根所述的喷管上的喷嘴数量与喷管的数量相同，火星风洞置于真空容器20内，真空容器20内的气体压力为100-1500pa,引射器腔室6的气体压力较高，约0.02mpa至0.3mpa之间。气流从引射器腔室6进入到喷管4，最终从喷嘴射出，因喷嘴的特殊结构，气流先流经狭窄的等直管喉，再迅速以锥形角进行扩散，不仅使气流获得较高的马赫数，还能较均匀的布满整个引射器段23。喷嘴11的喷口孔喉因其非常狭小，即使引射器腔室6的气压很高，但仍能使喷射的气流流量很低，较低的气体流量能使真空容器20内的气压更容易保持，而不至于消耗真空机组过多的抽气量，使引射器可长时间连续工作成为可能。喷管可为不锈钢、铜或其他金属材质。供气管路9上依次安装有流量计12、流量调节阀13、压力表14、稳压阀15、管道加热器16、安全阀17和球阀18，试验所需的气体介质从真空容器外的进气管道19进入到供气管路9，然后进入到引射器腔室，最终到达与引射器腔室相连的喷管4，从喷管4上的喉口11排出。管道加热器16应尽可能离火星风洞的外容器较近的位置放置。试验所需的气体介质储于缓冲罐内。引射器外壳体通过前后法兰分别与引射器前、后扩散段相连，因风洞的横截面为正方形，所以引射器外壳体的横截面形状也是正方型，内尺寸风洞横截面内尺寸一致。

实施例2

结合图4，一种应用于火星风洞的低气压引射器装置，包括引射器壳体2、引射器腔室外壳3、引射器腔室6、多根喷管4和供气管路9，供气管路9与气源连通，所述的引射器腔室外壳3环绕引射器壳体2一圈，并与其外壁密封连接形成密闭的引射器腔室6，供气管路9与引射器腔室6连通，多根喷管4互相平行、并且按一定间隔径向穿过引射器壳体2，每根喷管4的首尾都分别与所述的引射器腔室6连通，每根所述的喷管4位于引射器壳体2内部的部分上开有多个喷嘴11。引射器装置的气源储于缓冲罐内并通过进气管道19引入，co2气体从缓冲罐输出经过进气管道19、球阀18、管道加热器16、稳压阀15、压力表14、流量调节阀13、流量计12，最终进入真空容器20内部的供气管路9，球阀18的作用为开关作用，管道加热器16为功率可调节的加热装置，能加热气管道内的co2气体，使气体进入到引射器段23前，温度不至于过低而导致长时间引射出现结冰现象。稳压阀15的作用是将供气压力初步降低并稳定在指定的压力值。流量调节阀13的作用是对供气压力进行精确地调节，实现控制风洞试验段风速的大小。

本装置对于低风速的实现，可通过调低供气管道19上的流量调节阀13，使进入供气管道的流量较少，进而从喷嘴喷出的压力相应降低，导出喷射气体流量减少，但气流均匀性仍能得到保证。