【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机，具体涉及一种用于平面叶栅实验的燃烧室出口流场模拟装置。
技术介绍
1、平面叶栅实验作为航空发动机领域中对叶型设计和优化的一种常用实验方式，许多关于航空发动机的实验研究都借助平面叶栅试验台进行，因此，许多研究对此类试验台的依赖程度相当高，关于试验台相关部件的结构设计也在与时俱进，根据具体工况进行改良和创新。
2、湍流强度作为流场的一种重要特征，它对整个流场的发展和演化有着很重要的影响，随着航空发动机技术的发展，发动机各个部件之间的结构也越来越紧凑，与此同时，涡轮入口的湍流强度也越来越高。高湍流强度在整个航空发动机结构愈来愈紧凑的情况下，逐渐成为一种不可忽视的流场特征，因此，在试验研究中，想要产生高湍流强度的流场，就必须对湍流产生结构进行优化，以便达到实验所需的高湍流强度流场。
3、现阶段实验中，对于湍流产生结构，主要还是采用在流道截面中布置网状栅格的方式，这种网状栅格主要由圆柱或者四棱柱垂直交叉组成，这样通过调整组成网状栅格的柱体粗细即可调整流道下游的流场湍流强度。
4、现有的方法所产生的湍流流场虽然能够提高流道下游的湍流强度，但是并不能达到有些特殊工况下燃烧室出口的高湍流强度要求；此类方法想要调整流场湍流强度的大小，平面叶栅试验台必须停机更换用于产生湍流的网状栅格，过程复杂，耗时且成本高；在实验需要更高湍流强度的流场并且考虑试验成本时，现有的方法并不能满足实验所需，反而加大了实验中的失误和事故几率，在提高实验繁琐程度的同时也延长了试验周期，因此，有必要设计一种可以产生
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请实施例提供一种用于平面叶栅实验的燃烧室出口流场模拟装置，本装置能够提高流道中流场的湍流强度，解决在燃烧室-涡轮耦合实验中流场的湍流强度较低不能满足实验工况的问题，以实现模拟燃烧室出口高湍流强度的流场，从而满足实验所需工况，提升实验精度和数据可靠性。
2、本申请实施例提供以下技术方案：一种用于平面叶栅实验的燃烧室出口流场模拟装置，在流场的气流方向上，所述装置包括：
3、上游流道和下游流道，所述上游流道和所述下游流道连通，所述下游流道的截面尺寸小于所述上游流道的截面尺寸，且所述下游流道的连接端的端面伸入所述上游流道中与所述上游流道部分重叠，以在所述下游流道的连接端形成一段掺混段；
4、所述下游流道上的所述掺混段的流道上壁和流道下壁上分别均匀开设若干圆孔，所述圆孔中固定设置管状的射流孔，所述射流孔的中心轴方向垂直于流场的气流方向；所述下游流道的连接端的端面上固定设置网状栅格，使一部分气流经过所述网状栅格后，与绕过所述网状栅格从所述射流孔中流出的另一部分气流在所述掺混段进行掺混。
5、根据本申请一种实施例，所述网状栅格为正四棱柱构建的网状栅格。
6、根据本申请一种实施例，所述网状栅格中的所述正四棱柱绕中心轴旋转45°，以棱柱的直角棱正对气流的来流方向，使所述正四棱柱的横截面为菱形。
7、根据本申请一种实施例，所述下游流道的端面与所述网状栅格的边缘采用焊接的方式固定，所述射流孔与所述圆孔之间采用焊接的方式固定。
8、根据本申请一种实施例，所述下游流道的端面与所述网状栅格的边缘连接处、所述射流孔与所述圆孔的固定连接处，以及所述上游流道与所述下游流道的连接处均设置密封结构。
9、根据本申请一种实施例，所述下游流道的连接端的端面位于所述上游流道的中部，且所述下流流道的横截面面积与所述上游流道的横截面面积的比例为0.5-0.8。
10、根据本申请一种实施例，所述下游流道上与所述上游流道重叠的所述掺混段的长度不超过所述下游流道长度的1/4，且所述射流孔在所述掺混段的流道壁上呈阵列式排布。
11、根据本申请一种实施例，所述射流孔的横截面为菱形，且所述射流孔的横截面面积为所述上游流道横截面面积的1％-2％。
12、与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：本专利技术实施例的结构设计，从原理上提出增加射流结构的方式，使得射流与通过网状栅格的主流发生剧烈掺混，加强了流场湍流强度的提升，满足实验所需，相较常规的湍流发生网状栅格结构，其对流场湍流强度的提升效果更加明显，提升幅度也更大，弥补了更改网状栅格以提升流场湍流强度所面临的不足，在达到设计效果的同时，结构也较为简单，是对现有平面叶栅实验湍流发生结构的巨大改良，对平面叶栅试验台所需的高湍流强度流场有很大的帮助。
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1.一种用于平面叶栅实验的燃烧室出口流场模拟装置，其特征在于，在流场的气流方向上，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的用于平面叶栅实验的燃烧室出口流场模拟装置，其特征在于，所述网状栅格为正四棱柱构建的网状栅格。
3.根据权利要求2所述的用于平面叶栅实验的燃烧室出口流场模拟装置，其特征在于，所述网状栅格中的所述正四棱柱绕中心轴旋转45°，以棱柱的直角棱正对气流的来流方向，使所述正四棱柱的横截面为菱形。
4.根据权利要求1所述的用于平面叶栅实验的燃烧室出口流场模拟装置，其特征在于，所述下游流道的端面与所述网状栅格的边缘采用焊接的方式固定，所述射流孔与所述圆孔之间采用焊接的方式固定。
5.根据权利要求1所述的用于平面叶栅实验的燃烧室出口流场模拟装置，其特征在于，所述下游流道的端面与所述网状栅格的边缘连接处、所述射流孔与所述圆孔的固定连接处，以及所述上游流道与所述下游流道的连接处均设置密封结构。
6.根据权利要求1所述的用于平面叶栅实验的燃烧室出口流场模拟装置，其特征在于，所述下游流道的连接端的端面位于所述上游流道的中部，且
7.根据权利要求1所述的用于平面叶栅实验的燃烧室出口流场模拟装置，其特征在于，所述下游流道上与所述上游流道重叠的所述掺混段的长度不超过所述下游流道长度的1/4，且所述射流孔在所述掺混段的流道壁上呈阵列式排布。
8.根据权利要求1所述的用于平面叶栅实验的燃烧室出口流场模拟装置，其特征在于，所述射流孔的横截面为菱形，且所述射流孔的横截面面积为所述上游流道横截面面积的1％-2％。
...【技术特征摘要】
1.一种用于平面叶栅实验的燃烧室出口流场模拟装置，其特征在于，在流场的气流方向上，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的用于平面叶栅实验的燃烧室出口流场模拟装置，其特征在于，所述网状栅格为正四棱柱构建的网状栅格。
3.根据权利要求2所述的用于平面叶栅实验的燃烧室出口流场模拟装置，其特征在于，所述网状栅格中的所述正四棱柱绕中心轴旋转45°，以棱柱的直角棱正对气流的来流方向，使所述正四棱柱的横截面为菱形。
4.根据权利要求1所述的用于平面叶栅实验的燃烧室出口流场模拟装置，其特征在于，所述下游流道的端面与所述网状栅格的边缘采用焊接的方式固定，所述射流孔与所述圆孔之间采用焊接的方式固定。
5.根据权利要求1所述的用于平面叶栅实验的燃烧室出口流场模拟装置，其特征在于，所述下游流道的端面与...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴暄，张燕峰，董旭，李霖，张建设，陈才艳，朱俊强，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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