拉瓦爾噴管喉徑尺寸液力測量方法和實驗研究.pdf

1、拉瓦爾噴管是許多動力裝置的重要部件，依靠其本身先縮后擴的幾何結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生強大推力，是發(fā)動機中能量轉(zhuǎn)換的核心，在航空和航天等領(lǐng)域的應(yīng)用較為普遍。喉部是拉瓦爾噴管中最為重要的結(jié)構(gòu)，喉徑的尺寸精度及表面質(zhì)量對噴管性能影響較大，是噴管關(guān)鍵的加工工藝。較高的加工精度除對其自身加工工藝高精度的要求外，對其測量精度也提出了更高的要求。針對噴管喉部的特殊結(jié)構(gòu)，本課題提出了喉徑的液力測量方法。根據(jù)被測件的流量特性，液力測量通過測量流量值的變化來反應(yīng)尺寸量

2、的變化，具有非接觸、精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。
　　本研究在孔口流動流量特性理論分析的基礎(chǔ)上，建立了拉瓦爾噴管喉徑尺寸液力芯型測頭塞規(guī)模型，研究喉徑液力測量原理，并在此基礎(chǔ)上，完成了芯型測頭形狀及尺寸設(shè)計，確定了合適的壓差取值范圍。對液力芯型測頭塞規(guī)模型內(nèi)部流場進(jìn)行仿真，分析了測量模型的壓差-流量特性，以及喉部通流面積與流量之間的對應(yīng)關(guān)系，并據(jù)此優(yōu)化了測量模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)和測量參數(shù)；分析了測量模型中影響流量的誤差因素，以誤差因素為因變

3、量，分析誤差因素對喉徑測量結(jié)果的影響。采用計算機控制技術(shù)，設(shè)計自動化測量方案。設(shè)計喉徑尺寸液力測量實驗平臺的油路系統(tǒng)，實現(xiàn)壓差的閉環(huán)控制和溫度的自動控制；根據(jù)喉徑液力測量的理論模型，設(shè)計噴管喉徑測量系統(tǒng)的夾具體結(jié)構(gòu)；編寫測量系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)壓力的自動調(diào)節(jié)、溫度的自動控制、喉徑的自動測量及相關(guān)數(shù)據(jù)的輸出和存儲。對喉徑液力測量平臺進(jìn)行實驗研究，進(jìn)行喉徑測量系統(tǒng)初步實驗，確定合適的芯型測頭、壓差和測量夾具；進(jìn)行喉徑液力測量的算法研究，并完成測量