拉瓦爾噴管喉徑尺寸液力測(cè)量方法和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、拉瓦爾噴管是許多動(dòng)力裝置的重要部件，依靠其本身先縮后擴(kuò)的幾何結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生強(qiáng)大推力，是發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)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(duì)其自身加工工藝高精度的要求外，對(duì)其測(cè)量精度也提出了更高的要求。針對(duì)噴管喉部的特殊結(jié)構(gòu)，本課題提出了喉徑的液力測(cè)量方法。根據(jù)被測(cè)件的流量特性，液力測(cè)量通過(guò)測(cè)量流量值的變化來(lái)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(diǎn)。
　　本研究在孔口流動(dòng)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(cè)頭塞規(guī)模型，研究喉徑液力測(cè)量原理，并在此基礎(chǔ)上，完成了芯型測(cè)頭形狀及尺寸設(shè)計(jì)，確定了合適的壓差取值范圍。對(duì)液力芯型測(cè)頭塞規(guī)模型內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行仿真，分析了測(cè)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(duì)應(yīng)關(guān)系，并據(jù)此優(yōu)化了測(cè)量模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)和測(cè)量參數(shù)；分析了測(cè)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(duì)喉徑測(cè)量結(jié)果的影響。采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，設(shè)計(jì)自動(dòng)化測(cè)量方案。設(shè)計(jì)喉徑尺寸液力測(cè)量實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的油路系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)壓差的閉環(huán)控制和溫度的自動(dòng)控制；根據(jù)喉徑液力測(cè)量的理論模型，設(shè)計(jì)噴管喉徑測(cè)量系統(tǒng)的夾具體結(jié)構(gòu)；編寫(xiě)測(cè)量系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)、溫度的自動(dòng)控制、喉徑的自動(dòng)測(cè)量及相關(guān)數(shù)據(jù)的輸出和存儲(chǔ)。對(duì)喉徑液力測(cè)量平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，進(jìn)行喉徑測(cè)量系統(tǒng)初步實(shí)驗(yàn)，確定合適的芯型測(cè)頭、壓差和測(cè)量夾具；進(jìn)行喉徑液力測(cè)量的算法研究，并完成測(cè)量