一种用于测量推进剂压强耦合响应函数的T型燃烧器

一种用于测量推进剂压强耦合响应函数的t型燃烧器
技术领域
1.本实用新型属于固体火箭发动机不稳定燃烧技术领域，具体涉及一种用于测量推进剂压强耦合响应函数的t型燃烧器。

背景技术：

2.在推进剂燃烧过程中，装药燃速大小与燃烧室压强及气流速度有着密切的关系。当燃面受到声振荡作用时，推进剂燃速受周期性变化声压和声振速度的影响，发生周期性的变化，这种现象称为燃烧响应。由声压引起的叫做压强响应；由声振速度引起的叫做速度响应。一般来说，压强耦合燃烧响应处于主导地位。对于压强响应来说，声压增大而使推进剂燃速增大，燃面上的放热率和气体生成率都相应的增大，使得燃烧室内的压强增大。如果增加压强的作用正好发生在声压最大的相位上，就会使压强振荡放大，即同相位压强响应，又叫压强耦合响应。因此，研究推进剂压强耦合响应特性是十分必要的。
3.从上个世纪五十年代开始，美国和苏联较早的开展了固体火箭发动机不稳定燃烧的研究工作，研究重心在推进剂的燃烧方面。由于理论认识的不足，为解决工程研制问题，研究者们首先选择的是通过实验测量的方法获得推进剂压强耦合响应函数特性。为了较好的模拟发动机内声场特性，人们提出了t型燃烧器实验测量装置。该实验装置原理为：t型燃烧器是一个圆形的管子，两端封闭，中间开口安装喷管。实验测量时推进剂试件安放在两端，即声场最大振幅处，通过传感器的测量获得压强振荡数据。而推进剂的压强耦合响应函数的测量实际为在不同声频下获得对应的压力耦合响应函数值。这是因为固体火箭发动机的燃烧室的声频各不相同，这就要求测量得到的压强耦合响应函数必须是一定频率范围内的。根据声学理论可知t型燃烧室的声频同长度相关，t型燃烧器法进行的压力耦合响应函数的测量只能是通过改变其长度进行声频的调节，因此设计一种燃烧室长度可调的t型燃烧器可以加快实验的进程，降低实验难度。除此之外使用t型燃烧器进行压力耦合响应函数测量时，需要燃烧室压强在不同工况的测量中保持一致，而对于燃烧室的压强来说，根据理论可知对，可以通过调整燃面面积和喷喉直径来实现，而实验中燃面面积都是确定的，因此唯一可以调整的就是喷喉的直径。综上可知，在使用t型燃烧器进行压力耦合响应函数测量时，t型燃烧器若可以方便调整长度和喷喉直径将极大降低实验难度和实验成本，快速完成实验。

技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种用于测量推进剂压强耦合响应函数的t型燃烧器，方便更换部件，节省成本。
5.一种用于测量推进剂压强耦合响应函数的t型燃烧器，所述t形燃烧器被分为三段管腔，分别为两侧的管腔和中间段管腔，每段管腔之间采用螺纹连接；喷管设置在中间段管腔上，通过螺纹连接在中间段管腔上；
6.两侧的管腔的端部分别使用法兰盘封闭，法兰盘通过螺纹连接在两侧管腔的端
部；推进剂被安置于两侧管腔的端部。
7.进一步的，还包括支撑组件；支撑组件进一步包括固定架和卡箍；固定架的上端具有一个下凹的圆弧形结构，t型燃烧器外壳放置在圆弧形结构中，卡箍为弧形表面，贴合在t型燃烧器外壳表面，弧形两端固连在固定架上，用于将t型燃烧固定在固定架上。
8.较佳的，所述支撑组件至少为两对，每对支撑组件相对于t型燃烧器外壳中心对称放置。
9.较佳的，各段管腔之间以及法兰盘与两侧管腔之间采用t型螺纹连接。
10.较佳的，所述中间段管腔与喷管之间采用三角螺纹连接。
11.本实用新型具有如下有益效果：
12.本实用新型提供了一种用于测量推进剂压强耦合响应函数的t型燃烧器，采用的t形燃烧器被分为三段管腔，每段管腔之间采用螺纹连接，当需要测量不同振荡频率的响应函数时，只需要将两侧的两个管腔拧下，中间段管腔不变，替换成不同长度的管腔即可节省成本；
13.喷管通过螺纹设置在中间段管上，根据实际需求，可以更换不同喉部直径的喷管；
14.两侧的管腔的端部分别使用法兰盘封闭，当需要更换装药时，将法兰盘拧下，可方便更换装药；
15.设计支撑组件，以保证腔体在整个试验过程中不出现明显的形变。
附图说明
16.图1为本实用新型的t形燃烧器的外形结构图；
17.图2为本实用新型的t形燃烧器的剖视图；
18.图3为固定架和卡箍与t形燃烧器的连接示意图。
19.1-法兰盘；2-密封堵；3-垫片；4-测试头；5，9-两侧管腔；6-喷管；7-堵塞；8-中间段管腔；10-固定架；11-卡箍。
具体实施方式
20.下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。
21.本实用新型采用的t形燃烧器被分为三段管腔，分别为两侧的管腔5，9和中间段管腔8，每段管腔之间采用螺纹连接，各段管腔均为一体，不存在焊缝。当需要测量不同振荡频率的响应函数时，只需要将两侧的两个管腔拧下，中间段管腔不变，替换成不同长度的管腔即可，因此不需要加工两个尺寸的t型燃烧器，节省成本。喷管6设置在中间段管腔8上，通过螺纹连接在中间段管腔8上，根据实际需求，可以更换不同喉部直径的喷管6。
22.两侧的管腔5，9的端部分别使用法兰盘1封闭，法兰盘1通过螺纹连接在管腔5，9的端部；推进剂被安置于两侧的管腔5，9的端部，当需要更换装药时，将法兰盘1拧下，可方便更换装药。
23.为了测试燃烧器腔体内部的压力等数据，在两侧的管腔5，9的靠近端部位置的壳体上设置不止一个测试孔，有的测试孔在未使用时通过密封堵2密封，并采用垫片3增加密封性。有的测试孔设置测试头4，便于安装测试设备。
24.为模拟推进剂在实际发动机工作中的状态，t型燃烧器的试验需要在高压下进行，
故t 型燃烧器的腔体需要能承受长时间的高压。并且由于t型燃烧器的喷管在腔体中间，因此还需要承受由推力引起的弯矩。因此在设计腔体时需要考虑上述高压以及弯矩载荷的作用，合理设计腔体的支撑组件，以保证腔体在整个试验过程中不出现明显的形变。
25.t形燃烧器固定在台架上，可以自由安装调整，以方便试验测量。如图3所示，支撑组件包括固定架10和卡箍11；固定架10的上端具有一个下凹的圆弧形结构，t型燃烧器外壳可放置在圆弧形结构中，卡箍11为弧形表面贴合在t型燃烧器外壳表面，弧形两端固连在固定架10上，用于将t型燃烧固定在固定架10上；t型燃烧器根据支撑要求，可设置多对支撑组件，每对支撑组件相对于t型燃烧器外壳中心对称放置。
26.本实施例中，t型燃烧器的主要几何尺寸如下表：
27.t型燃烧器外径dc＝273mmt型燃烧器内径dc＝263mmt型燃烧器内空间长度lc＝2792/1861mmt型燃烧器喷喉直径d
t
＝11.3/14.4/20.2/24.5mmt型燃烧器喷管数量1
28.t型燃烧器壳体材料为35crmnsia，热处理后，材料强度rel≥1100mpa，变形能力a≥10％；各段管腔之间以及法兰盘与两侧管腔5,9之间连接用连接强度较好的t型螺纹(特tr276
×
4)连接，中间段管腔8与喷管6之间采用三角螺纹(m92
×
2)连接。
29.综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种用于测量推进剂压强耦合响应函数的t型燃烧器，其特征在于，所述t型燃烧器被分为三段管腔，分别为两侧的管腔和中间段管腔，每段管腔之间采用螺纹连接；喷管设置在中间段管腔上，通过螺纹连接在中间段管腔上；两侧的管腔的端部分别使用法兰盘封闭，法兰盘通过螺纹连接在两侧管腔的端部；推进剂被安置于两侧管腔的端部。2.如权利要求1所述的一种用于测量推进剂压强耦合响应函数的t型燃烧器，其特征在于，还包括支撑组件；支撑组件进一步包括固定架和卡箍；固定架的上端具有一个下凹的圆弧形结构，t型燃烧器外壳放置在圆弧形结构中，卡箍为弧形表面，贴合在t型燃烧器外壳表面，弧形两端固连在固定架上，用于将t型燃烧固定在固定架上。3.如权利要求2所述的一种用于测量推进剂压强耦合响应函数的t型燃烧器，其特征在于，所述支撑组件至少为两对，每对支撑组件相对于t型燃烧器外壳中心对称放置。4.如权利要求2或3所述的一种用于测量推进剂压强耦合响应函数的t型燃烧器，其特征在于，各段管腔之间以及法兰盘与两侧管腔之间采用t型螺纹连接。5.如权利要求2或3所述的一种用于测量推进剂压强耦合响应函数的t型燃烧器，其特征在于，所述中间段管腔与喷管之间采用三角螺纹连接。6.如权利要求2或3所述的一种用于测量推进剂压强耦合响应函数的t型燃烧器，其特征在于，两侧的管腔上靠近端部位置的壳体上设置不止一个测试孔。7.如权利要求6所述的一种用于测量推进剂压强耦合响应函数的t型燃烧器，其特征在于，所述测试孔上设置测试头，用于安装测试设备。

技术总结

本实用新型提供了一种用于测量推进剂压强耦合响应函数的T型燃烧器，采用的T形燃烧器被分为三段管腔，每段管腔之间采用螺纹连接，当需要测量不同振荡频率的响应函数时，只需要将两侧的两个管腔拧下，中间段管腔不变，替换成不同长度的管腔即可节省成本；喷管通过螺纹设置在中间段管上，根据实际需求，可以更换不同喉部直径的喷管；两侧的管腔的端部分别使用法兰盘封闭，当需要更换装药时，将法兰盘拧下，可方便更换装药；设计支撑组件，以保证腔体在整个试验过程中不出现明显的形变。整个试验过程中不出现明显的形变。整个试验过程中不出现明显的形变。