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钨铼热电偶的合金焊点伸出长度的测量方法和装置


技术摘要:
本发明提供了钨铼热电偶的合金焊点伸出长度的测量方法和装置,包括:采集发动机燃烧室参数和燃气参数;根据发动机燃烧室参数和燃气参数计算目标函数准确度和目标函数安全裕度;设定约束条件;在约束条件下,根据目标函数准确度和目标函数安全裕度计算钨铼合金焊点的伸  全部
背景技术:
火箭发动机在地面试验中燃气温度一般高于2000℃,在接触式测温法中,通常使 用K型热电偶、铂铑-铂热电偶和铂铑-铂铑热电偶,K型热电偶采用镍铬和镍硅等材料,价格 便宜,应用广泛,但其测温上限一般不超过1300℃,限制了其在火箭发动机燃气温度测量中 的使用。铂铑-铂热电偶和铂铑-铂铑热电偶采用不同配比的铂铑合金以及纯铂金属,价格 较K型热电偶高,长期使用温度为1600℃,短期使用温度为1800℃,因此很难在火箭发动机 燃气温度测量中直接使用。 另外,K型热电偶的测量端、铂铑-铂热电偶的测量端和铂铑-铂铑热电偶的测量端 在与火箭发动机燃烧室内高温燃气直接接触时,通常采用实验法和经验法确定伸出长度, 即在燃气温度距离上述热电偶测温上限较大时,伸出长度一般较长;在燃气温度距离上述 热电偶测温上限较小时,伸出长度一般较短。如果热电偶的伸出长度过长或过短,都会导致 火箭发动机燃烧室内部的燃气温度测量不准确。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明的目的在于提供钨铼热电偶的合金焊点伸出长度的测量方法和 装置,可以计算出钨铼合金热电偶测量端的伸出长度,提高火箭发动机燃烧室内部的燃气 温度测量的准确性,并保证钨铼合金焊点的安全性。 第一方面,本发明实施例提供了钨铼热电偶的合金焊点伸出长度的测量方法,所 述方法包括: 采集发动机燃烧室参数和燃气参数; 根据所述发动机燃烧室参数和所述燃气参数计算目标函数准确度和目标函数安 全裕度; 设定约束条件; 在所述约束条件下,根据所述目标函数准确度和所述目标函数安全裕度计算钨铼 合金焊点的伸出长度; 其中,所述约束条件为所述伸出长度设定范围的条件。 进一步的,所述发动机燃烧室参数包括燃烧室直径,所述燃气参数包括燃气密度、 燃气动力粘度、燃气定压比热容、燃气热传导系数、燃气轴向速度、燃气气体常数、燃气热扩 散率、主流区燃气速度、燃气压强和燃气运动粘度。 进一步的,所述根据所述发动机燃烧室参数和所述燃气参数计算目标函数准确度 和目标函数安全裕度,包括: 获取第一温度测量装置测点的第一温度和第二温度测量装置测点的第二温度,以 4 CN 111594352 A 说 明 书 2/10 页 及所述第一温度测量装置测点和所述第二温度测量装置测点的轴向距离; 根据所述燃烧室直径、所述燃气轴向速度、所述燃气密度和所述燃气动力粘度,计 算雷诺数; 根据所述雷诺数和测点距燃气喷射处的轴向距离计算边界层厚度; 根据所述燃气动力粘度、所述燃气定压比热容和所述燃气热传导系数计算燃气的 普朗特数; 根据所述边界层厚度和所述燃气的普朗特数计算热边界层厚度; 利用火箭发动机的热力计算得到主流区的理论燃气温度; 在预设的第一控制方程条件下,根据所述主流区的理论燃气温度、所述第一温度、 所述第二温度、所述第一温度测量装置测点和所述第二温度测量装置测点的轴向距离、所 述燃气轴向速度、所述燃气热扩散率和所述热边界层厚度,计算燃烧室温度; 根据所述主流区的理论燃气温度和所述燃烧室温度计算所述目标函数准确度。 进一步的,所述根据所述发动机燃烧室参数和所述燃气参数计算目标函数准确度 和目标函数安全裕度,包括: 在预设的第二控制方程条件下,根据所述燃气气体常数、所述燃气密度、所述主流 区燃气速度、所述燃气压强、所述燃气运动粘度、所述边界层厚度、所述燃气轴向速度、所述 第一温度、所述第二温度和所述轴向距离,计算边界层内燃气轴向速度; 根据所述边界层内燃气轴向速度、钨铼合金焊接点的直径和所述燃气密度计算在 高速燃气的吹除下受到的外力; 根据所述外力和钨铼合金焊接的许用力,计算所述目标函数安全裕度。 进一步的,所述约束条件为伸出长度小于或等于所述边界层厚度,并且所述伸出 长度小于或等于所述热边界层厚度,以及所述外力小于或等于所述钨铼合金焊接的许用 力。 进一步的,所述在所述约束条件下,根据所述目标函数准确度和所述目标函数安 全裕度计算钨铼合金焊点的伸出长度,包括: 根据所述目标函数准确度和所述目标函数安全裕度计算多目标规划函数; 设定初始长度; 在所述约束条件下,根据所述初始长度和所述目标规划函数得到水平集; 构造第一误差函数; 在所述水平集的取值范围内,根据所述第一误差函数计算最优解; 根据所述最优解和所述第一误差函数,计算第二误差函数; 当所述第二误差函数小于或等于预设精度值时,将所述最优解作为所述伸出长 度。 第二方面,本发明实施例提供了钨铼热电偶的合金焊点伸出长度的测量装置,所 述装置包括: 采集单元,采集发动机燃烧室参数和燃气参数; 第一计算单元,用于根据所述发动机燃烧室参数和所述燃气参数计算目标函数准 确度和目标函数安全裕度; 设定单元,设定约束条件; 5 CN 111594352 A 说 明 书 3/10 页 第二计算单元,用于在所述约束条件下,根据所述目标函数准确度和所述目标函 数安全裕度计算伸出长度; 其中,所述约束条件为所述伸出长度设定范围的条件。 进一步的,所述发动机燃烧室参数包括燃烧室直径,所述燃气参数包括燃气密度、 燃气动力粘度、燃气定压比热容、燃气热传导系数、燃气轴向速度、燃气气体常数、燃气热扩 散率、主流区燃气速度、燃气压强和燃气运动粘度。 第三方面,本发明实施例提供了电子设备,包括存储器、处理器,所述存储器上存 储有可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所 述的方法。 第四方面,本发明实施例提供了具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机 可读介质,所述程序代码使所述处理器执行如上所述的方法。 本发明实施例提供了钨铼热电偶的合金焊点伸出长度的测量方法和装置,包括: 采集发动机燃烧室参数和燃气参数;根据发动机燃烧室参数和燃气参数计算目标函数准确 度和目标函数安全裕度;设定约束条件;在约束条件下,根据目标函数准确度和目标函数安 全裕度计算钨铼合金焊点的伸出长度;其中,约束条件为伸出长度设定范围的条件,可以计 算出钨铼合金热电偶测量端的伸出长度,提高火箭发动机燃烧室内部的燃气温度测量的准 确性,并保证钨铼合金焊点的安全性。 本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变 得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书 以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合 所附附图,作详细说明如下。 附图说明 为了更清楚地说明本发明
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