用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置，其包括依次直線連接在一起的消聲器系統(tǒng)、冷卻水噴注系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)，所述三個(gè)系統(tǒng)均具有引射通道，且其引射通道同軸，消聲器系統(tǒng)設(shè)置在靠近超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室尾端的正后方，以抑制超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室尾端射流產(chǎn)生的噪音，冷卻水噴注系統(tǒng)用于冷卻經(jīng)過其引射通道的射流并降低射流流速，風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)為超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的尾端射流提供引射并進(jìn)行排氣。本發(fā)明解決了消聲器在極高溫極高速射流中的生存問題，并能夠?yàn)槌曀偃紵龥_壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的尾端射流提供引射并排氣，具有使用壽命長、工作穩(wěn)定、并能較好地消除超聲速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的射流噪聲的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及消聲裝置，特別涉及用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的噪聲，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)出口處的寬頻帶超聲速射流噪聲，為降低噪聲，需對(duì)此采取消聲措施，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)出口處排放的超聲速射流速度極快(約1000m/s)，溫度極高(約2200K)，壓力較低(常小于latm)，現(xiàn)有的消聲器根本無法承受如此高溫高速氣流的沖刷并提供足夠的動(dòng)力排出尾端射流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有消聲器存在的問題，本發(fā)明提供一種用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置，以較好地消除超聲速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的射流噪聲。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置，其包括依次直線連接在一起的消聲器系統(tǒng)、冷卻水噴注系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)，所述三個(gè)系統(tǒng)均具有引射通道，且其引射通道同軸，所述消聲器系統(tǒng)設(shè)置在超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室尾端的正后方，且靠近超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的尾端，以抑制超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室尾端射流產(chǎn)生的噪音，所述冷卻水噴注系統(tǒng)向其引射通道內(nèi)噴射冷卻水，以冷卻經(jīng)過其引射通道的射流并降低射流流速，所述風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)為超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的尾端射流提供引射并進(jìn)行排氣。
[0006]優(yōu)選地，所述消聲器系統(tǒng)由一個(gè)消聲器或兩個(gè)以上串聯(lián)在一起的消聲器構(gòu)成。
[0007]優(yōu)選地，所述消聲器包括外殼、多孔夾空管和耐高溫疏水吸聲材料，所述外殼的端部設(shè)置有連接法蘭，所述多孔夾空管設(shè)置在外殼內(nèi)，且多孔夾空管的外壁與外殼的內(nèi)壁間留有間隙，多孔夾空管的內(nèi)壁和外壁上都均勻布滿孔，其內(nèi)壁和外壁間夾設(shè)有空腔，所述空腔內(nèi)設(shè)置有耐高溫疏水吸聲材料，多孔夾空管的內(nèi)壁圍成的空腔為其引射通道。
[0008]優(yōu)選地，所述多孔夾空管的內(nèi)壁和外壁上均勻布滿的孔的孔徑為2mm。
[0009]優(yōu)選地，所述外殼和多孔夾空管由耐熱合金制成。
[0010]優(yōu)選地，所述消聲器呈圓管狀。
[0011]優(yōu)選地，所述冷卻水噴注系統(tǒng)包括冷卻水源、泵、輸水管、噴淋管和冷卻引射管，所述噴淋管與輸水管連接，所述噴淋管設(shè)置在冷卻引射管上，其上設(shè)置有若干個(gè)通向冷卻引射管內(nèi)的噴口，且這些噴口呈環(huán)形分布。
[0012]優(yōu)選地，所述風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)包括軸流風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)電源及附屬支撐結(jié)構(gòu)。
[0013]優(yōu)選地，所述軸流風(fēng)機(jī)包括電機(jī)和葉片，所述電機(jī)為防爆防水電機(jī)，所述葉片由耐熱合金制成。
[0014]優(yōu)選地，所述軸流風(fēng)機(jī)的排氣量為15000m3/h。
[0015]本發(fā)明通過采用風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了為超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的尾端射流提供引射并進(jìn)行排氣，同時(shí)還在超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的極高溫極高速尾端射流周圍引起了足夠流量的冷空氣流，其中，緊挨高溫尾端射流的內(nèi)層冷空氣流又必然會(huì)與高溫尾端射流進(jìn)行摻混，從而對(duì)射流產(chǎn)生冷卻和減速作用，而包圍高溫尾端射流的外圍冷空氣流，則可防止高溫尾端射流直接沖刷消聲器內(nèi)壁面，起到保護(hù)和冷卻消聲器的作用，使消聲器能夠長時(shí)間穩(wěn)定地工作，并氣流在通過時(shí)，能較好地消除超聲速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的寬頻射流噪聲；同時(shí)，本發(fā)明還采用冷卻水噴注系統(tǒng)向其引射通道內(nèi)噴射冷卻水，以冷卻經(jīng)過其引射通道的射流并降低射流流速，從而保護(hù)了后面的風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)。進(jìn)一步地，本發(fā)明的消聲器采用的多孔夾空管能夠在較大程度上為耐高溫疏水吸聲材料遮擋熱輻射和氣流沖刷，從而提高了消聲器的生存能力。
[0016]本發(fā)明解決了消聲器在極高溫極高速射流中的生存問題，并能夠?yàn)槌曀偃紵龥_壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的尾端射流提供引射并進(jìn)行排氣，具有使用壽命長、工作穩(wěn)定、并能較好地消除超聲速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的射流噪聲的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是用于圖1所示本發(fā)明實(shí)施例的一消聲器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是用于圖2所示消聲器的多孔夾空管的內(nèi)壁和外壁上的孔的布置示意圖；
[0020]圖中:1、燃燒室尾端；2、3、4、5、消聲器；51、外殼；511、連接法蘭；52、多孔夾空管；53、耐高溫疏水吸聲材料；6、輸水管；7、冷卻引射管；8、9、10、噴淋管；11、軸流風(fēng)機(jī)；12、風(fēng)機(jī)尾段。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置，其包括依次直線連接在一起的消聲器系統(tǒng)、冷卻水噴注系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)，所述三個(gè)系統(tǒng)均具有引射通道，且其引射通道同軸，所述消聲器系統(tǒng)設(shè)置在超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室尾端I的正后方，且靠近超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室尾端I。
[0023]所述消聲器系統(tǒng)由4個(gè)串聯(lián)在一起的消聲器2、3、4和5構(gòu)成。其中，消聲器5為主消聲級(jí)，主要針對(duì)以IlOOHz為中心的射流噪聲進(jìn)行消聲；消聲器2、3和4為可拆卸的輔助消聲級(jí)，可以部分削弱中高頻噪聲，并且可以用來調(diào)節(jié)消聲器入口位置，以匹配不同的試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)長度。消聲器2、3、4的結(jié)構(gòu)可以與消聲器5相同，也可以不同。
[0024]如圖2所示，消聲器5包括外殼51、多孔夾空管52和耐高溫疏水吸聲材料53，外殼51的端部設(shè)置有連接法蘭511，多孔夾空管設(shè)置在外殼51內(nèi)，且多孔夾空管52的外壁與外殼的內(nèi)壁間留有間隙，多孔夾空管52的內(nèi)壁和外壁上都均勻布滿孔，孔的布置如圖3所示，其內(nèi)壁和外壁間夾設(shè)有空腔，該空腔內(nèi)設(shè)置一定厚度(如0.1m厚)的耐高溫疏水吸聲材料53，多孔夾空管的內(nèi)壁圍成的空腔為其引射通道。
[0025]優(yōu)選地，多孔夾空管52的內(nèi)壁和外壁上均勻布滿的孔的孔徑為2mm。
[0026]優(yōu)選地,外殼51和多孔夾空管52由耐熱合金(如耐熱不銹鋼)制成。[0027]優(yōu)選地，消聲器5呈圓管狀。
[0028]當(dāng)超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室尾端射流通過消聲器5時(shí)，針對(duì)若干特定頻段而設(shè)計(jì)的消聲器5即抑制射流產(chǎn)生的寬頻噪音，此時(shí)多孔夾空管52能夠在較大程度上為耐高溫疏水吸聲材料53遮擋熱輻射和氣流沖刷，從而提高了消聲器5的生存能力。
[0029]優(yōu)選地，所述冷卻水噴注系統(tǒng)包括冷卻水源、泵、輸水管6、噴淋管8、9、10和冷卻引射管7，噴淋管8、9、10與輸水管6連接，噴淋管8、9、10設(shè)置在冷卻引射管7上，每根噴淋管上均設(shè)置有若干個(gè)通向冷卻引射管7內(nèi)的噴口，且每根噴淋管上的這些噴口呈環(huán)形分布。
[0030]所述冷卻水噴注系統(tǒng)工作時(shí)，冷卻水被加壓到1.0MPa的壓力，通過輸水管和噴淋管8、9、10噴射進(jìn)冷卻引射管7內(nèi)的超聲速射流中。冷卻水氣化需要吸收2260kJ/kg的熱量，可以冷卻極高溫的尾部射流并降低其流速，從而保護(hù)后面的軸流風(fēng)機(jī)11。
[0031]優(yōu)選地，所述風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)包括軸流風(fēng)機(jī)11、風(fēng)機(jī)電源及附屬支撐結(jié)構(gòu)。
[0032]優(yōu)選地，軸流風(fēng)機(jī)11包括電機(jī)和葉片，所述電機(jī)為防爆防水電機(jī)，所述葉片由耐熱合金(如耐熱不銹鋼)制成。
[0033]優(yōu)選地，軸流風(fēng)機(jī)11的排氣量為15000m3/h。
[0034]風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了為超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的尾端射流提供引射并進(jìn)行排氣，同時(shí)還在超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的極高溫極高速尾端射流周圍引起了足夠流量的冷空氣流，其中，緊挨高溫尾端射流的內(nèi)層冷空氣流又必然會(huì)與高溫尾端射流進(jìn)行摻混，從而對(duì)射流產(chǎn)生冷卻和減速作用，而包圍高溫尾端射流的外圍冷空氣流，則可防止高溫尾端射流直接沖刷消聲器內(nèi)壁面，起到保護(hù)和冷卻消聲器的作用，使消聲器能夠長時(shí)間穩(wěn)定地工作。
[0035]本發(fā)明解決了消聲器在極高溫極高速射流中的生存問題，并能夠?yàn)槌曀偃紵龥_壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的尾端射流提供引射并進(jìn)行排氣，具有使用壽命長、工作穩(wěn)定、并能較好地消除超聲速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的射流噪聲的優(yōu)點(diǎn)。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置，其特征在于:包括依次直線連接在一起的消聲器系統(tǒng)、冷卻水噴注系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)，所述三個(gè)系統(tǒng)均具有引射通道，且其引射通道同軸，所述消聲器系統(tǒng)設(shè)置在超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室尾端的正后方，且靠近超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的尾端，以抑制超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室尾端射流產(chǎn)生的噪音，所述冷卻水噴注系統(tǒng)向其引射通道內(nèi)噴射冷卻水，以冷卻經(jīng)過其引射通道的射流并降低射流流速，所述風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)為超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的尾端射流提供引射并進(jìn)行排氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置，其特征在于:所述消聲器系統(tǒng)由一個(gè)消聲器或兩個(gè)以上串聯(lián)在一起的消聲器構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置，其特征在于:所述消聲器包括外殼、多孔夾空管和耐高溫疏水吸聲材料，所述外殼的端部設(shè)置有連接法蘭，所述多孔夾空管設(shè)置在外殼內(nèi)，且多孔夾空管的外壁與外殼的內(nèi)壁間留有間隙，多孔夾空管的內(nèi)壁和外壁上都均勻布滿孔，其內(nèi)壁和外壁間夾設(shè)有空腔，所述空腔內(nèi)設(shè)置有耐高溫疏水吸聲材料，多孔夾空管的內(nèi)壁圍成的空腔為其引射通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置，其特征在于:所述多孔夾空管的內(nèi)壁和外壁上均勻布滿的孔的孔徑為2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置，其特征在于:所述外殼和多孔夾空管由耐熱合金制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置，其特征在于:所述消聲器呈圓管狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置，其特征在于:所述冷卻水噴注系統(tǒng)包括冷卻水源、泵、輸水管、噴淋管和冷卻引射管，所述噴淋管與輸水管連接，所述噴淋管設(shè)置在冷卻引射管上，其上設(shè)置有若干個(gè)通向冷卻引射管內(nèi)的噴口，且這些噴口呈環(huán)形分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置，其特征在于:所述風(fēng)機(jī)排氣系統(tǒng)包括軸流風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)電源及附屬支撐結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置，其特征在于:所述軸流風(fēng)機(jī)包括電機(jī)和葉片，所述電機(jī)為防爆防水電機(jī)，所述葉片由耐熱合金制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的消聲裝置，其特征在于:所述軸流風(fēng)機(jī)的排氣量為15000m3/h。
【文檔編號(hào)】G01M15/02GK103743570SQ201310688019
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】程迪, 孟令瑾, 范學(xué)軍 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院力學(xué)研究所