一种用于模拟热射流的水下航行装置的制作方法

本发明涉及热处理，特别是一种用于模拟热射流的水下航行装置。

背景技术：

1、水下航行装置不管处于悬停状态还是航行状态都会源源不断的向周围排放热射流，这些热射流的温度明显高于周围水体温度，在密度差的驱使下向水面浮升，在水面可能形成温度异常的红外特征。相比于运动状态，悬停状态下，由热射流排放引起的水面温度异常信号出现概率更高。

2、查阅相关文献，目前，关于水下热射流的试验，通常采用恒温水箱的方式提供热水，利用软管将恒温水箱中的热水传递到模型出水口排放。现有文献中，有由张健，杨立，袁江涛等撰写的水下航行器热尾流试验研究一文，写于2008年，其方法存在的不足如下：(1)理想状态下恒温水箱中设定的热水温度也就是模型出水口的排放温度，但是实际上，恒温水箱和模型排放口之间是通过软管进行连接的，热水在通过软管的过程中不可避免的会产生热量损失；(2)恒温水箱存储热水的容量有限，利用该方式只能模拟相对较短时间内的热射流排放，不能模拟长时间热射流的排放；(3)恒温水箱加热水到设定温度，尤其当设定初始温度较高时，恒温水箱加热时间很长，从而造成试验效率很低。

3、查阅相关专利，已有专利(一种水下航行器排气实验装置，专利申请号：201910784718.7)利用烟气发生器的电点火头在水下对点火药进行点火的方式，产生大量温度较高的气体，以此来模拟水下装置通气管航行状态时的热射流特征。此类方法的不足在于，虽然该专利明确了排气出口温度即为设计温度，但缺乏对热射流排放流量的测量。热射流在出水口的排放温度和排放流量是影响热射流浮升的重要因素，因此，试验时这两个物理量都要进行测量。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供一种用于模拟热射流的水下航行装置，使用该装置可对水下航行装置最危险的工况(悬停状态)，进行热射流排放模拟，掌握水下热射流的浮升过程和流动机理。

2、本发明实施例提供一种用于模拟热射流的水下航行装置，包括：

3、壳体，其包括通过前盖、平行中体和后盖，且所述前盖、所述平行中体和所述后盖依次组装形成密封空腔，所述前盖的中部位置设有进水口，所述平行中体的尾部设有出水口；

4、平面板，其设于所述密封空腔的内部位于所述平行中体的内侧面上，所述平面板上固设有高压水泵和加热器，通过水管将所述进水口、所述高压水泵、所述加热器和所述出水口连通；

5、其中，所述高压水泵与所述加热器之间的水管上设有流量传感器，在所述加热器与所述出水口之间的水管上设有温度传感器。

6、在本发明的一些实施例中，所述前盖、所述平行中体和所述后盖均分别采用铝锭切割的方式加工制成。

7、在本发明的一些实施例中，所述前盖与所述平行中体之间，和所述平行中体与所述后盖之间均采用内六角螺钉固定。

8、在本发明的一些实施例中，所述平行中体的上方设有用以穿设钢丝绳对所述水下航行装置进行吊运的吊环。

9、在本发明的一些实施例中，所述水下航行装置能够模拟热射流的浮升过程，具体为：

10、通过所述加热器加热冷水的方式实现，所述高压水泵通过所述前盖上的进水口，将冷水送入所述加热器内部进行加热，所述流量传感器实时监测进水流量；

11、冷水在所述加热器内部加热完成后，通过所述平行中体尾部的出水口将水排出，所述温度传感器实时监测排水温度。

12、在本发明的一些实施例中，所述高压水泵和所述加热器通过电缆连接外部电源供电。

13、在本发明的一些实施例中，在进行模拟热射流的浮升过程时，在所述水下航行装置放置对应深度位置后，等待水面无人为扰动痕迹后，开始试验，同时开启装置内部的所述高压水泵和所述加热器，对抽入的冷水进行加热，加热温度的设定可通过调节电缆连接的外部电源，热水加热完成后通过出水口排出；试验过程中，所述流量传感器和所述温度传感器实时监测进水流量和排水温度，以进行相应调整。

14、与现有技术相比，本发明实施例提供的用于模拟热射流的水下航行装置的有益效果在于：其结构简单，主要结构为高压水泵、加热器、温度传感器、流量传感器，没有其他外部附属设备；同时，装置内部采用加热器加热冷水的方式模拟热源，其加热速度快，提升了试验效率，同时避免了传统方式恒温水箱和模型排放口之间软管中的热量损失；进一步地，装置内部加热器只要通电正常，即，可长时间模拟热射流的排放；此外，该装置通过装置内部的流量传感器和温度传感器，可实时记录热射流的排放流量和排放温度。

技术特征：

1.一种用于模拟热射流的水下航行装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于模拟热射流的水下航行装置，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的用于模拟热射流的水下航行装置，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的用于模拟热射流的水下航行装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的用于模拟热射流的水下航行装置，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的用于模拟热射流的水下航行装置，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的用于模拟热射流的水下航行装置，其特征在于，

技术总结
本发明实施例提供了一种用于模拟热射流的水下航行装置，包括：壳体，其包括通过前盖、平行中体和后盖，且所述前盖、所述平行中体和所述后盖依次组装形成密封空腔，所述前盖的中部位置设有进水口，所述平行中体的尾部设有出水口；平面板，其设于所述密封空腔的内部位于所述平行中体的内侧面上，所述平面板上固设有高压水泵和加热器，通过水管将所述进水口、所述高压水泵、所述加热器和所述出水口连通；其中，所述高压水泵与所述加热器之间的水管上设有流量传感器，在所述加热器与所述出水口之间的水管上设有温度传感器。其可对水下航行装置最危险的悬停状态，进行热射流排放模拟，掌握水下热射流的浮升过程和流动机理。

技术研发人员：毛德龙,王怡豪,王康硕,李旭,何凛,王奔
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司系统工程研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15