一种用于高温流场的驻点烧蚀试验水冷模型支架的制作方法

1.本发明属于风洞试验模型支撑设备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于高温流场的驻点烧蚀试验水冷模型支架。


背景技术：

2.在高温流场中进行风洞试验时，需要相关的模型支架安装固定模型，但是高温流场中温度很高，通常能达到5000~10000k，因而为了确保风洞试验的顺利进行，就需要对模型支架进行水冷设计，对模型和测试线缆进行防热保护。目前的高温风洞试验中，缺少能够实现流动性水冷结构的模型支架。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的是解决上述问题和/或缺陷，并提供后面将说明的优点。
4.为了实现根据本发明的这些目的和优点，提供了一种用于高温流场的驻点烧蚀试验水冷模型支架，包括：底板，其上固定设置有中空的支撑杆，所述支撑杆的上端固定设置有中空的模型连接杆；所述支撑杆的中空内部与模型连接杆的内部空腔连通；所述支撑杆和模型连接杆的外部设置有外壳，所述外壳与支撑杆之间形成竖直水冷夹层，所述外壳与模型连接杆之间形成水平水冷夹层；进出水机构，其与所述竖直水冷夹层和水平水冷夹层连通。
5.优选的是，其中，所述进出水机构的结构包括：第一进水接口，其设置在所述底板的侧面，所述底板内部设置有与第一进水接口连通的第一水道，所述第一水道连通有第一进水管，所述第一进水管竖直设置在所述底板的上表面，所述第一进水管的上端与水平水冷夹层连通；第一出水接口，其设置在所述底板的侧面，所述底板内部设置有与第一出水接口连通的第二水道，所述第二水道连通有第一出水管，所述第一出水管竖直设置在所述底板的上表面，所述第一出水管的上端与水平水冷夹层连通；第二进水接口，其设置在所述底板的侧面，所述底板内部设置有与第二进水接口连通的第三水道，所述第三水道连通有第二进水管，所述第二进水管的上端与竖直水冷夹层的上端连通；第二出水接口，其设置在所述底板的侧面，所述底板内部设置有与第二出水接口连通的第四水道，所述第四水道与所述竖直水冷夹层的下端连通。
6.优选的是，其中，所述竖直水冷夹层内部设置有多个水平隔水圈，且所述水平隔水圈在竖直方向上呈交错排布，所述水平隔水圈呈半圆环状结构，所述水平隔水圈的内圈与支撑杆的外表面固定相接，所述水平隔水圈的外圈与外壳的内壁固定相接。
7.优选的是，其中，所述外壳与模型连接杆的外表面之间设置有第一竖直隔水圈，所
述第一竖直隔水圈呈圆环结构，所述第一竖直隔水圈位于竖直水冷夹层与水平水冷夹层之间；所述外壳与模型连接杆的外表面之间设置有第二竖直隔水圈，所述第二竖直隔水圈呈半圆环结构，所述第二竖直隔水圈位于第一进水管的上端和第一出水管的上端之间；所述外壳与模型连接杆的外表面之间设置有第三竖直隔水圈，所述第三竖直隔水圈位于竖直水冷夹层与第一竖直隔水圈之间，所述第三竖直隔水圈的上方预留有空隙。
8.优选的是，其中，所述外壳与模型连接杆的前端为密封设置，所述外壳与模型连接杆的后端设置有后封盖。
9.优选的是，其中，所述模型连接杆包括前端的安装腔和与安装腔连通的后端扩大空腔，所述后端扩大空腔与支撑杆的中空内部连通。
10.优选的是，其中，所述底板开设有用于连接模型运动机构的安装孔。
11.本发明至少包括以下有益效果：本发明通过在支撑杆和模型连接杆的外部设置外壳，形成竖直水冷夹层和水平水冷夹层，通过进出水机构向竖直水冷夹层和水平水冷夹层中通入冷却水，实现了在高温流场中对模型和测试线缆的水冷隔热保护，确保了驻点烧蚀试验的顺利进行。
12.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
13.图1为本发明提供的用于高温流场的驻点烧蚀试验水冷模型支架的结构示意图；图2为用于高温流场的驻点烧蚀试验水冷模型支架的纵剖面结构示意图；图3为沿第一进水接口和第一水道的轴向剖面结构示意图；图4为沿第一出水接口和第二水道的轴向剖面结构示意图；图5为沿第一进水接口和第三水道的轴向剖面结构示意图；图6为沿第二出水接口和第四水道的轴向剖面结构示意图；图7为去掉外壳的支撑杆和模型连接杆的结构示意图。
14.图中各结构对应附图标记如下：底板1，支撑杆2，模型连接杆3，外壳4，竖直水冷夹层5，水平水冷夹层6，第一进水接口7，第一水道8，第一进水管9，第一出水接口10，第二水道11，第一出水管12，第二进水接口13，第三水道14，第二进水管15，第二出水接口16，第四水道17，水平隔水圈18，第一竖直隔水圈19，第二竖直隔水圈20，后封盖21，第三竖直隔水圈22，安装腔31，后端扩大空腔32，安装孔101。
具体实施方式
15.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
16.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个元件或其组合的存在或添加。
17.如图1-7所示：本发明的一种用于高温流场的驻点烧蚀试验水冷模型支架，包括：底板1，其上固定设置有中空的支撑杆2，所述支撑杆2的上端固定设置有中空的模
型连接杆3；所述支撑杆2的中空内部与模型连接杆3的内部空腔连通；所述支撑杆2和模型连接杆3的外部设置有外壳4，所述外壳4与支撑杆2之间形成竖直水冷夹层5，所述外壳4与模型连接杆3之间形成水平水冷夹层6；进出水机构，其与所述竖直水冷夹层5和水平水冷夹层6连通。
18.工作原理：本发明提供的一种用于高温流场的驻点烧蚀试验水冷模型支架，用于在高温流场中安装固定模型，模型的安装固定位置在模型连接杆3的前端接口处，中空设计的水冷模型支架，不仅便于安装固定模型，而且便于相关测试线缆的穿设，测试线缆从模型后端穿入至模型连接杆3的内部空腔中，并从支撑杆2的中空内部向下穿出；本发明通过在支撑杆2和模型连接杆3的外部设置一层外壳4，在支撑杆2的外表面与外壳4之间形成竖直水冷夹层5，在模型连接杆3的外表面与外壳4之间形成水平水冷夹层6，通过进出水机构向竖直水冷夹层5和水平水冷夹层6中通入冷却水，实现了在高温流场中对模型和测试线缆的水冷隔热保护，确保了驻点烧蚀试验的顺利进行。底板1用于将水冷模型支架安装在相关的运动机构上。
19.在上述技术方案中，所述进出水机构的结构包括：第一进水接口7，其设置在所述底板1的侧面，所述底板1内部设置有与第一进水接口7连通的第一水道8，所述第一水道8连通有第一进水管9，所述第一进水管9竖直设置在所述底板1的上表面，所述第一进水管9的上端与水平水冷夹层6连通；第一出水接口10，其设置在所述底板1的侧面，所述底板1内部设置有与第一出水接口10连通的第二水道11，所述第二水道11连通有第一出水管12，所述第一出水管12竖直设置在所述底板1的上表面，所述第一出水管12的上端与水平水冷夹层6连通；第二进水接口13，其设置在所述底板1的侧面，所述底板1内部设置有与第二进水接口13连通的第三水道14，所述第三水道14连通有第二进水管15，所述第二进水管15的上端与竖直水冷夹层5的上端连通；第二出水接口16，其设置在所述底板1的侧面，所述底板1内部设置有与第二出水接口16连通的第四水道17，所述第四水道17与所述竖直水冷夹层5的下端连通。
20.通过第一进水接口7通入4mpa水压的冷却水，冷却水进入第一水道8后，在第一进水管9内竖直向上流动至水平水冷夹层6中，对水平水冷夹层6内部的测试线缆以及模型进行水冷隔热保护，然后冷却水从第一出水管12向下流动至第二水道11中，最后从第一出水接口10流出。
21.同理，通过第二进水接口13通入4mpa水压的冷却水，冷却水进入第三水道14后，在第二进水管15内竖直向上流动至竖直水冷夹层5中，对支撑杆2内部的测试线缆进行隔热保护，然后冷却水沿竖直水冷夹层5向下流动至第四水道17中，最后从第二出水接口16流出。
22.在上述技术方案中，所述竖直水冷夹层5内部设置有8个水平隔水圈18，且所述水平隔水圈18在竖直方向上呈交错排布，所述水平隔水圈18呈半圆环状结构，所述水平隔水圈18的内圈与支撑杆2的外表面固定相接，所述水平隔水圈18的外圈与外壳4的内壁固定相接。
23.8个水平隔水圈18将竖直水冷夹层5分隔为一个s形的水道，延缓了竖直水冷夹层5内冷却水向下的流动速度，保证了冷却水在连续流动的过程中可以充满整个竖直水冷夹层
5，提高了对支撑杆2内部测试线缆的冷却隔热保护效果。
24.在上述技术方案中，所述外壳4与模型连接杆3的外表面之间设置有第一竖直隔水圈19，所述第一竖直隔水圈19呈圆环结构，所述第一竖直隔水圈19位于竖直水冷夹层5与水平水冷夹层6之间；所述外壳4与模型连接杆3的外表面之间设置有第二竖直隔水圈20，所述第二竖直隔水圈20呈半圆环结构，所述第二竖直隔水圈20位于第一进水管9的上端和第一出水管12的上端之间；所述外壳4与模型连接杆3的外表面之间设置有第三竖直隔水圈22，所述第三竖直隔水圈22位于竖直水冷夹层5与第一竖直隔水圈19之间，所述第三竖直隔水圈22的上方预留有空隙。
25.第一竖直隔水圈19将竖直水冷夹层5和水平水冷夹层6的前端大部分隔开，使得流入水平水冷夹层6的冷却水不会通过竖直水冷夹层5流出；第二竖直隔水圈20将第一进水管9的上方和第一出水管12的上方部分隔开，只有水平水冷夹层6内的冷却水水面高度高于第二竖直隔水圈20时，冷却水才能通过第一出水管12流出水平水冷夹层6，保证水平水冷夹层6内始终有充足的冷却水储存，确保对模型和测试线缆的冷却隔热保护效果。第三竖直隔水圈22将竖直水冷夹层5与水平水冷夹层的后端部分隔开，同时在上方预留有空隙，在第一竖直隔水圈19将竖直水冷夹层5和水平水冷夹层6的大部分完全隔开的基础上，便于从竖直水冷夹层5流上来的冷却水对水平水冷夹层6的后端部分进行冷却。
26.在上述技术方案中，所述外壳4与模型连接杆3的前端为密封设置，所述外壳4与模型连接杆3的后端设置有后封盖21。测试线缆在模型连接杆3内穿设好后，用后封盖21堵上模型连接杆3，防止热气流窜入模型连接杆3内部的空腔，烧坏测试线缆。
27.在上述技术方案中，所述模型连接杆3包括前端的安装腔31和与安装腔31连通的后端扩大空腔32，所述后端扩大空腔32与支撑杆2的中空内部连通。后端扩大空腔32便于操作观察测试线缆，并便于测试线缆向下穿入至支撑杆2内部。
28.在上述技术方案中，所述底板1开设有用于连接模型运动机构的安装孔101。
29.这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
30.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。