用于发动机试车台排气系统的引射器技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于发动机试车台排气系统的引射器，包括依次同轴连接的低压室，过渡段，掺混收敛段，掺混等直段，掺混扩张段，低压室包括低压室壳体和与法兰，低压室内依次同轴连接有圆环分流导流装置，引射气流输送管道，引射气流收敛段，引射气流扩张段，圆环分流导流装置入口与引射气流进气总管连接，引射气流输送管道的中心线与低压室壳体的中心线重合，低压室出口与引射气流扩张段的出口截面在同一竖直面，低压室与引射器固定支架连接，掺混等直段与引射器活动支架连接。本实用新型专利技术的引射器，引射性能高，进而提高了试验的效率，降低了试验成本，引射器活动支架连接吸收了引射器由于热胀冷缩而引起的轴向长度变化。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种引射器，尤其是一种用于发动机试车台排气系统的引射器。
技术介绍
当在地面模拟发动机高空飞行状态时，通常先将发动机安装在高空模拟舱内，使用抽气设备对高空模拟舱进行抽气使得高空模拟舱内的压力与发动机高空飞行时所处高度的环境压力相同，再进行发动机点火，进行高空飞行模拟试验，在试验过程中要始终保持高空模拟舱内的压力与发动机高空飞行时所处高度的环境压力相同，这就需要即时将发动机排出的气体排出高空舱，现有技术中，通常采用引射器进行抽气，引射器是用较高压引射气流引射低压(或无压)的被引射气流，完成引射气流抽吸被引射气流进行掺混喷射或输送的装置，由于引射器无运动零件，使用可靠，广泛用于发动机试车台排气系统；而对于提供引射气流的引射部以及掺混引射的掺混部的几何、位置关系是决定引射器性能的关键因素，而现有技术中对于发动机试车台排气系统的引射器，并未形成成熟、合理的引射部和掺混部相互之间的几何、位置关系，导致引射器的引射性能低下，降低了试验的效率，同时增加了试验成本，此外，高空飞行的发动机所排出的气体为高温气体，其温度通常在350℃以上，当发动机排出的高温气体在金属管道内部流动时，由于金属热胀冷缩的属性，管道会发生轴向膨胀，当高温气体流动过后，随着金属管道恢复常温，金属管道会缩短为原有长度，现有管道支架无法吸收金属管道由于热胀冷缩而引起的轴向长度变化，进而导致管道支架变形甚至断裂。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供了一种高引射性能的引射器。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于发动机试车台排气系统的引射器，按照被引射气流的流动方向，所述引射器包括依次同轴固定连接的低压室，过渡段，掺混收敛段，掺混等直段，掺混扩张段，所述低压室包括低压室壳体和与低压室壳体两端固定连接的法兰，所述低压室内按照被引射气流的流动方向依次同轴固定连接有圆环分流导流装置，引射气流输送管道，引射气流收敛段，引射气流扩张段，所述圆环分流导流装置入口与引射气流进气总管固定连接，出口与引射气流输送管道的入口固定连接，所述低压室壳体，过渡段，掺混收敛段，掺混等直段，掺混扩张段，引射气流输送管道，引射气流收敛段，引射气流扩张段均为中空回转体，所述引射气流输送管道的中心线与所述低压室壳体的中心线重合，所述低压室出口与所述引射气流扩张段的出口截面在同一竖直面，所述低压室与引射器固定支架连接，所述掺混等直段与引射器活动支架连接。进一步的，所述圆环分流导流装置一端固定连接有导流锥，所述导流锥的中心线与所述圆环分流导流装置的中心线重合，所述导流锥的顶点在所述低压室入口截面上。进一步的，所述引射器活动支架包括引射器活动支架上支架，引射器活动支架底板，引射器活动支架上滚轮导向板，引射器活动支架下滚轮导向板，引射器活动支架滚轮组件，引射器活动支架下支架；所述引射器活动支架上支架与掺混等直段固定连接，所述引射器活动支架底板上表面与引射器活动支架上支架固定连接；所述引射器活动支架底板下表面设置有引射器活动支架上滚轮导向板，所述引射器活动支架固定支架上表面与所述引射器活动支架下滚轮导向板下表面固定连接；所述引射器活动支架滚轮组件设置在所述引射器活动支架上滚轮导向板和所述引射器活动支架下滚轮导向板之间，所述引射器活动支架底板和引射器活动支架下支架之间通过拉紧螺栓固定连接；所述引射器活动支架滚轮组件包括引射器活动支架滚轮和引射器活动支架框架，所述引射器活动支架滚轮设置在引射器活动支架框架内；所述引射器活动支架上支架与所述引射器活动支架底板之间设置有加强筋；所述引射器活动支架固定支架下部通过地脚螺栓与地面固定。进一步的，引射气流的喉道直径为Dakp1，所述引射气流扩张段的直径为Da2，所述Dakp1和Da2满足下列方程组：Pam1＝Ptb1(6)上述方程组中：Dakp1：引射气流的喉道直径，单位为mm；Sakp1：引射气流的喉道的面积，单位为mm2；Ga1：引射气流的流量，单位为kg/s；Tta1：引射气流的温度，单位为K；Ptakp1：引射气流喉道内的总压，单位为Mpa；Ptam1：引射气流在引射气流扩张段出口截面马赫数对应的总压，单位为Mpa；δ1：引射气流在引射气流扩张段的总压恢复系数；Pam1：引射气流在引射气流扩张段出口截面马赫数对应的静压，单位为Mpa；Ma1：引射气流在引射气流扩张段出口截面马赫数；π(Ma1)：引射气流在引射气流扩张段出口截面马赫数对应的静压与总压比；k：比热比；Ptb1：被引射气流总压，单位为Mpa；Gb1：被引射气流的流量，单位为kg/s；n1：引射系数；Da2：引射气流扩张段的直径，单位为mm；Sa2：引射气流扩张段的面积，单位为mm2；q(Ma1)：引射气流在引射气流扩张段出口截面马赫数对应的速度系数；其中，引射气流在引射气流扩张段出口截面马赫数大于1，所述引射气流在引射气流扩张段出口截面马赫数由已知的被引射气流总压和被引射气流的流量确定，所述引射系数由引射气流在引射气流扩张段出口截面马赫数和已知的引射气流的总温和被引射气流的总温确定。进一步的，所述掺混等直段的直径为Dckp1，长度为Lckp1；掺混收敛段的直径为Dc11，收敛角为α1，长度为Lc11；所述掺混扩张段的直径为Da2，扩张角为α2，长度为Lc12；所述Dckp1，Lckp1，Dc11，α11，Lc11，Dc12，α12，Lc12满足下列方程组：Sckp1＝Sakp1×fackp1(12)Lckp1＝4×Dckp1(13)Sc11＝1.95×Sckp1(15)Dc11＝Dc12(16)上述方程组中：Dckp1：掺混等直段的直径，单位为mm；Sckp1：掺混等直段的面积，单位为mm2；fackp1：掺混等直段与引射气流的喉道的面积比；Lckp1：掺混等直段的长度，单位为mm；Dc11：掺混收敛段的直径，单位为mm；Sc11：掺混收敛段的面积，单位为mm2；Dc12：掺混扩张段的直径，单位为mm；Lc11：掺混收敛段的长度，单位为mm；α11：掺混收敛段的收敛角，单位为°Lc12：掺混扩张段的长度，单位为mm；α12：掺混扩张段的扩张角，单位为°；其中，掺混等直段与引射气流引射气流等直段的面积比由引射气流在引射气流扩张段出口截面马赫数确定。进一步的，所述掺混收敛段的收敛角满足：4°≤α11≤5°，所述掺混扩张段的扩张角满足：4°≤α12≤5°。进一步的，所述掺混收敛段的收敛角和掺混扩张段的扩张角均为4.4°。进一步的，所述低压室壳体的直径为D1，所述低压室壳体的直径满足方程：D1＝1.05×Dc11，其中，D1的单位为mm。进一步的，所述过渡段的长度为S1，所述过渡段的长度满足方程：S1＝D1-Dc11，其中，S1的单位为mm。与现有技术相比，本技术所述的用于发动机试车台排气系统的引射器，具有以下有益效果：(1)本技术所述的引射器通过设置过渡段，并将低压室的出口截面与引射气流扩张段的出口截面在同一竖直面，同时明确了引射气流喉道的直径，引射气流扩张段直径，掺混等直段直径，长度；掺混收敛段直径，收敛角，长度；掺混扩张段直径，扩张角，长度；引射气流扩张段直径，低压室直径，过渡段长度之间的几何关系和/或数值，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机试车台排气系统的引射器，其特征在于，按照被引射气流的流动方向，所述引射器(100)包括依次同轴固定连接的低压室(110)，过渡段(120)，掺混收敛段(130)，掺混等直段(140)，掺混扩张段(150)，所述低压室(110)包括低压室壳体(112)和与低压室壳体(112)两端固定连接的法兰，所述低压室(110)内按照被引射气流的流动方向依次同轴固定连接有圆环分流导流装置(113)，引射气流输送管道(117)，引射气流收敛段(114)，引射气流扩张段(115)，所述圆环分流导流装置(113)入口与引射气流进气总管(111)固定连接，出口与引射气流输送管道(117)的入口固定连接，所述低压室壳体(112)，过渡段(120)，掺混收敛段(130)，掺混等直段(140)，掺混扩张段(150)，引射气流输送管道(117)，引射气流收敛段(114)，引射气流扩张段(115)均为中空回转体，所述引射气流输送管道(117)的中心线与所述低压室壳体(112)的中心线重合，所述低压室(110)出口截面与所述引射气流扩张段(115)的出口截面在同一竖直面，所述低压室(110)与引射器固定支架(160)连接，所述掺混等直段(140)与引射器活动支架(170)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种用于发动机试车台排气系统的引射器，其特征在于，按照被引射气流的流动方向，所述引射器(100)包括依次同轴固定连接的低压室(110)，过渡段(120)，掺混收敛段(130)，掺混等直段(140)，掺混扩张段(150)，所述低压室(110)包括低压室壳体(112)和与低压室壳体(112)两端固定连接的法兰，所述低压室(110)内按照被引射气流的流动方向依次同轴固定连接有圆环分流导流装置(113)，引射气流输送管道(117)，引射气流收敛段(114)，引射气流扩张段(115)，所述圆环分流导流装置(113)入口与引射气流进气总管(111)固定连接，出口与引射气流输送管道(117)的入口固定连接，所述低压室壳体(112)，过渡段(120)，掺混收敛段(130)，掺混等直段(140)，掺混扩张段(150)，引射气流输送管道(117)，引射气流收敛段(114)，引射气流扩张段(115)均为中空回转体，所述引射气流输送管道(117)的中心线与所述低压室壳体(112)的中心线重合，所述低压室(110)出口截面与所述引射气流扩张段(115)的出口截面在同一竖直面，所述低压室(110)与引射器固定支架(160)连接，所述掺混等直段(140)与引射器活动支架(170)连接。2.根据权利要求1所述的引射器，其特征在于，所述圆环分流导流装置(113)一端固定连接有导流锥(116)，所述导流锥(116)的中心线与所述圆环分流导流装置(113)的中心线重合，所述导流锥(116)的顶点在所述低压室(110)入口截面上。3.根据权利要求1所述的引射器，其特征在于，所述引射器活动支架(170)包括引射器活动支架上支架(171)，引射器活动支架底板(172)，引射器活动支架上滚轮导向板(173)，引射器活动支架下滚轮导向板(174)，引射器活动支架滚轮组件(175)，引射器活动支架下支架(177)；所述引射器活动支架上支架(171)与掺混等直段(140)固定连接，所述引射器活动支架底板(172)上表面与引射器活动支架上支架(171)固定连接；所述引射器活动支架底板(172)下表面设置有引射器活动支架上滚轮导向板(173)，所述引射器活动支架固定支架(177)上表面与所述引射器活动支架下滚轮导向板(174)下表面固定连接；所述引射器活动支架滚轮组件(175)设置在所述引射器活动支架上滚轮导向板(173)和所述引射器活动支架下滚轮导向板(174)之间，所述引射器活动支架底板(172)和引射器活动支架下支架(177)之间通过拉紧螺栓(176)固定连接；所述引射器活动支架滚轮组件(175)包括引射器活动支架滚轮(178)和引射器活动支架框架(179)，所述引射器活动支架滚轮(178)设置在引射器活动支架框架(179)内；所述引射器活动支架上支架(171)与所述引射器活动支架底板(172)之间设置有加强筋(180)；所述引射器活动支架固定支架(177)下部通过地脚螺栓与地面固定。4.根据权利要求1所述的引射器，其特征在于，引射气流的喉道直径为Dakp1，所述引射气流扩张段(115)的直径为Da2，所述Dakp1和Da2满足下列方程组：Dakp1=4Sakp13.14---(1)]]>Sakp1=Ga1×Tta10.0404×Ptakp1---(2)]]>Ptakp1=Ptam1δ1---(3)]]>Ptam1=Pam1π(Ma1)---(4)]]>π(Ma1)=(1+k-12Ma12)-kk-1---(5)]]>Pam1＝Ptb1(6)Ga1=Gb1n1---(7)]]>Da2=4Sa23.14---(8)]]>Sa2=Sakp1δ1*...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文彬，赵聚均，李强，
申请(专利权)人：北京航天三发高科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11