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原文传递一种高频次火焰冲击测试装置及测试方法

专利名称：	一种高频次火焰冲击测试装置及测试方法
摘要：	本发明公开了一种高频次火焰冲击测试装置和测试方法。测试装置包括旋转主机系统1、烧蚀枪系统2、热流密度测量系统3、供气系统4和机台5。这种高频次火焰冲击测试装置和测试方法，能够有效解决速射火炮身管等特种装备零部件在高频次火焰冲击服役环境下的模拟难题，对部件的抗烧蚀性能能够进行快速、有效、可靠的测试，为有效表征高温部件在高频次火焰冲击服役条件下的寿命提供可靠的测试装置及测试方法。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	中国兵器工业第五九研究所
发明人：	吴护林;李立;李忠盛;杨九州;代野;丛大龙;陈汉宾;付扬帆
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201910024647.0
公开号：	CN109738475A
代理机构：	重庆晶智汇知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	李靖
分类号：	G01N25/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	400039 重庆市九龙坡区渝州路33号
主权项：	1.一种高频次火焰冲击测试装置，其特征在于：所述高频次火焰冲击测试装置包括旋转主机系统(1)、烧蚀枪系统(2)、热流密度测量系统(3)、供气系统(4)和机台(5)；所述旋转主机系统(1)、烧蚀枪系统(2)、热流密度测量系统(3)安设于所述机台(5)上，所述供气系统(4)安设于所述机台(5)下方；所述旋转主机系统(1)、烧蚀枪系统(2)、热流密度测量系统(3)依次相连，所述供气系统(4)与所述烧蚀枪系统(2)相连接；所述旋转主机系统(1)包括保护罩(6)、旋转卡盘(7)、监控摄像头(8)、旋转水冷系统(9)、变频电机(10)、传动皮带(11)、基座(12)，所述旋转卡盘(7)与所述旋转水冷系统(9)相连接，所述旋转卡盘(7)、旋转水冷系统(9)安设于基座(12)上，外部罩有保护罩(6)，所述旋转水冷系统(9)与所述变频电机(10)通过传动皮带(11)相连接，所述监控摄像头(8)安设于所述基座(12)上并位于保护罩(6)外部；所述烧蚀枪系统(2)包括自动电子点火装置(13)、红外测温仪(14)、水冷氧-乙炔喷枪(15)、摆动步进电机(16)、可移动工作台(17)，所述摆动步进电机(16)与自动电子点火装置(13)、红外测温仪(14)、水冷氧-乙炔喷枪(15)相连接，所述自动电子点火装置(13)、红外测温仪(14)、水冷氧-乙炔喷枪(15)、摆动步进电机(16)安设于所述可移动工作台(17)上；所述热流密度测量系统(3)安装在所述可移动工作台(17)上，所述热流密度测量系统(3)包括热交换器(18)、外水套(19)、进水口(20)、出水口(21)、进水热电偶(22)、出水热电偶(23)，所述外水套(19)内装有热交换器(18)，所述外水套(19)外部装有进水口(20)、出水口(21)，所述进水口(20)上装有进水热电偶(22)，所述出水口(21)上装有出水热电偶(23)；所述供气系统(4)包括电磁阀(24)、流量计(25)，所述电磁阀(24)、流量计(25)相连成一组并共设三组。 2.如权利要求1所述的高频次火焰冲击测试装置，其特征在于：所述旋转卡盘(7)上带有下压板(26)、夹紧螺栓(27)和上压板(28)。 3.如权利要求1或2所述的高频次火焰冲击测试装置，其特征在于：所述旋转卡盘(7)中设有整流罩，所述旋转卡盘(7)外设有保护罩。 4.如权利要求1或2所述的高频次火焰冲击测试装置，其特征在于：所述旋转卡盘(7)中设有冷却水道。 5.如权利要求1或2所述的高频次火焰冲击测试装置，其特征在于：所述旋转卡盘(7)的迎火面喷涂有厚度为0.5—1.5mm的二氧化锆陶瓷涂层。 6.采用如权利要求1-5任一项所述的高频次火焰冲击测试装置进行测试的方法，其特征在于：1)检测待试样件外观、尺寸等，并拍照记录； 2)接通冷却水系统； 3)接通氧气，压力控制在0.35～0.45MPa，接通乙炔，压力控制在0.09～0.1MPa； 4)解开保护罩锁扣，打开保护罩(6)，露出旋转卡盘(7)；将下压板(26)固定在卡盘通孔的一侧，插入待试样件(29)；拧入夹紧螺栓(27)，调整待试样件(29)对中后拧紧；安装上压板(28)并用螺栓压紧；按照同样方式安装相同质量的配重件(30)；关闭保护罩(6)，扣紧保护罩锁扣； 5)启动计算机，转动摆动步进电机(16)，使水冷氧-乙炔喷枪(15)位于0°位置；调节可移动工作台(17)，调整待试样件(29)与水冷氧-乙炔喷枪(15)喷嘴之间的距离为10±0.2mm；转动摆动步进电机(16)，使水冷氧-乙炔喷枪(15)位于45°空位； 6)在计算机上将氧气和乙炔流量预设为规定值，氧气流量1400～1600L/h，乙炔流量1000～1200L/h，氧气与乙炔的混合比为1.35；设置好试验时间； 7)按下点火按钮，电磁阀(24)将自动打开，自动电子点火装置(13)点火，点燃水冷氧-乙炔喷枪(15)； 8)按下校准按钮，在摆动步进电机(16)的带动下，水冷氧-乙炔喷枪(15)将转至90°位置，火焰射在热交换器(18)上；等温度达到动态平衡后，分别由进水热电偶(22)、出水热电偶(23)读出得进出水温度差ΔT，通过计算机上的热流密度计算软件按照公式一进行计算，将五次的计算结果进行平均，得出热流密度校准结果，实时显示在计算机屏幕上；计算机将自动调整氧气、乙炔流量，确保热流密度为4186.8±418.68kW/m2；公式一如下：式中：q——热流密度，W/m2； qm——水的质量流量，kg/s； Cp——水在室温时的热容，J/(kg·K)； ΔT——进出水温度差，K； A——热交换器的受热面积，m2； 9)启动变频电机(10)，并将转速调整至规定值，即0～1500r/min； 10)按下试验开始按钮，在摆动步进电机(16)的带动下，水冷氧-乙炔喷枪15将转至0°位置，火焰射在旋转的旋转卡盘(7)和待试样件(29)上，实现最高1500次/min的周期火焰冲击测试；试验中，温度由红外测温仪(14)全程监测及记录，试验过程由监控摄像头(8)全程录像； 11)当火焰冲击次数或时间达到设定值后，水冷氧-乙炔喷枪(15)自动转至45°空位，电磁阀(24)自动关闭，火焰熄灭； 12)试验完毕，按顺序关闭乙炔气阀、氧气气阀、装置电源开关及冷却水； 13)待试样件冷却到室温后，取出待试样件(29)，检测火焰冲击测试后的样件外观、尺寸等，并拍照记录。
所属类别：	发明专利