ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ФОРКАМЕРА ДВУХКАМЕРНОЙ УСТАНОВКИ АДИАБАТИЧЕСКОГО СЖАТИЯ Советский патент 2014 года по МПК G01M9/00 

Предлагаемое изобретение конструкция высокотемпературной форкамеры двухкамерной установки адиабатического сжатия применяется в экспериментальной аэродинамике.

Известна форкамера поршневой аэродинамической установки, авт. свид. №1840952, снабженная перфорированным экраном, установленным в полости форкамеры с заданным зазором относительно ее стенок.

Недостаток известной конструкции состоит в том, что она не обеспечивает получение высокотемпературного потока с однородными параметрами при использовании рабочего газа типа (N₂O+N₂), поскольку высокотемпературные, агрессивные газы вступают в контакт с поверхностью перфорированного экрана, поверхности форкамеры, включая окрестность горла сопла. Кроме того, в указанных рабочих газах не может быть инициирована реакция разложения N₂O при температурах T_o<1200 K.

Целью изобретения является разработка конструкции форкамеры, позволяющей получать высокотемпературный поток с однородными параметрами при использовании рабочего газа типа N₂O+N₂ его поджига, регулирование процесса разложения указанного газа в высокотемпературной форкамере, а также изоляции высокотемпературной зоны от стенок экрана и поверхности форкамеры, включая окрестность горла сопла.

Предлагаемая конструкция форкамеры отличается от известной тем, что в полости форкамеры размещены стабилизатор и нагревательный элемент, допускающие перемещение вдоль оси форкамеры.

Применение предложенной конструкции форкамеры позволяет создать однородный высокотемпературный поток смеси газов, моделирующих воздух, при этом повышает температуру на 1500÷2000° и увеличивает продолжительность эксперимента в 10÷100 раз.

Предлагаемая конструкция высокотемпературной форкамеры двухкамерной установки адиабатического сжатия изображена на чертеже.

В корпус 1, сочлененный с дроссельным устройством 2 и соплом 3, установлен перфорированный экран 4, внутри которого расположены имеющие возможность продольного перемещения стабилизатор 5 и подогреватель 6. Под действием перепада давлений в высокотемпературную форкамеру поступает холодная (T~500÷600 K) смесь газов (N₂O+N₂). Для инициирования в ней реакции термического разложения N₂O повышают температуру нагревательного элемента 6 до ~1300 K. После начала реакции и повышения температуры до 2000÷3000 K сохраняют перепад давлений, необходимый для поступления из низкотемпературной форкамеры в высокотемпературную форкамеру новых порций холодной смеси (N₂O+N₂). Поддерживают высокотемпературную зону за стабилизатором 5, при этом выбирают такую степень дросселирования в полости, что холодная смесь газов (N₂O+N₂) из кольцевой полости отжимает высокотемпературную зону к оси форкамеры. Перемещением стабилизатора 5 вдоль оси форкамеры регулируют процесс разложения в полости при различных составах смеси (N₂O+N₂).

Высокотемпературная форкамера относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть применена в двухкамерных аэродинамических установках адиабатического сжатия. Форкамера состоит из корпуса, сочлененного с дроссельным устройством, снабжена перфорированным экраном и стабилизатором. При этом стабилизатор выполнен с возможностью перемещения вдоль оси форкамеры и обеспечивает процесс разложения, регулирования, а также изоляции высокотемпературной зоны. В качестве рабочего вещества используется газ типа N₂O+N₂. Технический результат - создание однородного высокотемпературного потока смеси газов, моделирующих воздух с одновременным достижением повышения температуры смеси на 1500-2000 K и увеличением продолжительности эксперимента в 10-100 раз. 1 ил.

Высокотемпературная форкамера установки адиабатического сжатия, содержащая корпус, на входе в который расположено дроссельное устройство, а на выходе сопло, и установленный вдоль стенок корпуса перфорированный экран, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности параметров получаемого потока и защиты оборудования от влияния высокотемпературного потока, в полости форкамеры размещен подвижный стабилизатор фронта горения, выполненный в виде усеченного конуса, с закрепленным на нем подогревателем, установленного на стержне, расположенном параллельно стенке форкамеры, перемещаемым в прикрепленной к стенке стойке вдоль продольной оси установки.