一种小型带气膜冷却和粒子喷涂功能的风洞实验装置制造方法及图纸

一种小型带气膜冷却和粒子喷涂功能的风洞实验装置。其包括主流供气加热装置、试验段装置、粒子喷涂装置、冷流供气装置和数据采集系统；主流供气加热装置包括鼓风机、涡街流量计、塑料管道、空气加热器和铁质圆柱管道；试验段装置包括方形管道、皮托管、压力变送器、铠装热电偶、实验平板、集气室、观测窗口和热电偶；粒子喷涂装置包括塑料软管、高温加热桶、石蜡、气动双隔膜泵和雾化喷头；冷流供气装置包括压缩机、塑料箱、盘旋式铜管、冷却液、长直圆柱铁管、皮托管、压力变送器、热电偶和浮子流量计；数据采集系统包括红外摄像仪、摄像机、数据采集模块和计算机；本实用新型专利技术具有空间利用小、成本较低、操作简便且功能齐全等优点。

A wind tunnel experimental device with small film cooling and particle spraying function

A wind tunnel experimental device with small film cooling and particle spraying function. The gas heating device, including the main test device, particle spraying device, cold flow air supply device and a data acquisition system; mainstream gas heating device comprises a blower, vortex flowmeter, plastic pipe, air heater and a cylindrical iron pipe; test section device comprises a square pipe, pitot tube, pressure transmitter, armored thermocouple, plate, experiment the gas collecting chamber, observation window and thermocouple; particle spraying device comprises a plastic hose, high temperature heating barrel, paraffin, pneumatic double diaphragm pump and spray nozzle; cold flow air supply device comprises a compressor, a plastic box, spiral pipe, cooling fluid, long cylindrical pipe, pitot tube, pressure transmitter, thermocouple and float flowmeter; data acquisition system includes infrared camera, video camera, data acquisition module and a computer; the utility model has the advantages of space The utility model has the advantages of small size, low cost, simple operation, complete function, etc..

【技术实现步骤摘要】
一种小型带气膜冷却和粒子喷涂功能的风洞实验装置
本技术属于流体力学
，具体涉及一种小型具有气膜冷却和粒子喷涂功能的风洞实验装置。
技术介绍
气膜冷却技术在航空发动机领域应用广泛。颗粒物在涡轮叶片表面的沉积会对气膜冷却产生负面影响，沉积物的积累会改变发动机零部件的表面形状，减小气膜孔面积和冷却气体的流通面积，使气膜冷却效率下降，严重时甚至会导致涡轮叶片的失效。目前，气膜冷却与沉积物之间的相互作用的研究大多还停留在单纯用数值模拟分析阶段，对于实验研究还很少，而国内大部分的风洞占地面积较大、造价不菲、运行成本高，因此一些小型科研单位无法拥有自己的实验风洞。因此设计一种小型具有气膜冷却和粒子喷涂功能的风洞实验装置成为必要。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术的目的在于提供一种小型具有气膜冷却和粒子喷涂功能的风洞实验装置。为了达到上述目的，本技术提供的小型带气膜冷却和粒子喷涂功能的风洞实验装置包括主流供气加热装置、试验段装置、粒子喷涂装置、冷流供气装置和数据采集系统；所述的主流供气加热装置包括鼓风机、涡街流量计、塑料管道、空气加热器和铁质圆柱管道；其中塑料管道连接在鼓风机出口和空气加热器进口之间；鼓风机上安装有阀门，便于调节主流气体供气量；空气加热器上设有温控装置，能够准确控制主流气体温度；涡街流量计安装在塑料管道上；铁质圆柱管道的一端连接在空气加热器的出口；所述的试验段装置包括方形管道、皮托管、压力变送器、铠装热电偶、带有气膜孔的实验平板、集气室、观测窗口和热电偶；其中方形管道水平设置，一端与铁质圆柱管道的另一端相连接，上端设有观测窗口和能够开启以便更换带有气膜孔的实验平板的盖板；带有气膜孔的实验平板放置在位于观测窗口下方的方形管道内部底面上；皮托管安装在方形管道上，通过数据线及压力变送器与数据采集系统中的数据采集模块电连接；铠装热电偶也安装在方形管道上，通过数据线与数据采集系统中的数据采集模块电连接；热电偶固定在带有气膜孔的实验平板表面上，并通过数据线与数据采集系统中的数据采集模块电连接；集气室的上端连接在位于带有气膜孔的实验平板下部的方形管道底面上；所述的粒子喷涂装置包括塑料软管、高温加热桶、石蜡、气动双隔膜泵和雾化喷头；高温加热桶内装有石蜡，并且高温加热桶上具有温控装置；气动双隔膜泵的进口管道浸没在石蜡中，出口连接塑料软管的一端，塑料软管的另一端连接在设置于铁质圆柱管道内部的雾化喷头上；所述的冷流供气装置包括带集气罐的压缩机、塑料箱、盘旋式铜管、冷却液、长直圆柱铁管、皮托管、压力变送器、热电偶和浮子流量计；其中塑料箱内盛有冷却液；盘旋式铜管浸没在冷却液中，一端通过管道与带集气罐的压缩机的一个出口相连，另一端通过管道与长直圆柱铁管的一端相连，并且带集气罐的压缩机的另一个出口还通过管路与气动双隔膜泵的进口相连；长直圆柱铁管的另一端通过管道与集气室的底部相连接；皮托管安装在长直圆柱铁管上，通过数据线及压力变送器与数据采集系统中的数据采集模块电连接；铠装热电偶也安装在长直圆柱铁管上，通过数据线与数据采集系统中的数据采集模块电连接；浮子流量计安装在连接于长直圆柱铁管和集气室之间的管道上；所述的数据采集系统包括红外摄像仪、红外摄像仪支架、摄像机、摄像机支架、数据采集模块和计算机；其中红外摄像仪通过红外摄像仪支架固定在方形管道上方，并能够透过观测窗口实时记录带有气膜孔的实验平板的表面温度；摄像机通过摄像机支架倾斜固定在方形管道上方，并能够透过观测窗口拍摄石蜡在带有气膜孔的实验平板上的沉积情况；数据采集模块通过数据线与计算机电连接。所述的小型带气膜冷却和粒子喷涂功能的风洞实验装置还包括安装在铁质圆柱管道内部的整流格栅，用于对主流气体起整流稳定作用。所述的计算机为工控机。所述的观测窗口为氟化钙窗口。所述的管道上均设有阀门。本技术提供的小型带气膜冷却和粒子喷涂功能的风洞实验装置具有空间利用小、成本较低、操作简便且功能齐全等优点。附图说明图1为本技术提供的小型带气膜冷却和粒子喷涂功能的风洞实验装置结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术提供的小型带气膜冷却和粒子喷涂功能的风洞实验装置进行详细说明。如图1所示，本技术提供的小型带气膜冷却和粒子喷涂功能的风洞实验装置包括主流供气加热装置、试验段装置、粒子喷涂装置、冷流供气装置和数据采集系统；所述的主流供气加热装置包括鼓风机1、涡街流量计2、塑料管道3、空气加热器4和铁质圆柱管道5；其中塑料管道3连接在鼓风机1出口和空气加热器4进口之间；鼓风机1上安装有阀门，便于调节主流气体供气量；空气加热器4上设有温控装置，能够准确控制主流气体温度；涡街流量计2安装在塑料管道3上；铁质圆柱管道5的一端连接在空气加热器4的出口；所述的试验段装置包括方形管道6、皮托管8、压力变送器9、铠装热电偶10、带有气膜孔的实验平板11、集气室12、观测窗口13和热电偶14；其中方形管道6水平设置，一端与铁质圆柱管道5的另一端相连接，上端设有观测窗口13和能够开启以便更换带有气膜孔的实验平板11的盖板；带有气膜孔的实验平板11放置在位于观测窗口13下方的方形管道6内部底面上；皮托管8安装在方形管道6上，通过数据线及压力变送器9与数据采集系统中的数据采集模块30电连接；铠装热电偶10也安装在方形管道6上，通过数据线与数据采集系统中的数据采集模块30电连接；热电偶14固定在带有气膜孔的实验平板11表面上，并通过数据线与数据采集系统中的数据采集模块30电连接；集气室12的上端连接在位于带有气膜孔的实验平板11下部的方形管道6底面上；所述的粒子喷涂装置包括塑料软管16、高温加热桶17、石蜡18、气动双隔膜泵19和雾化喷头20；高温加热桶17内装有石蜡18，并且高温加热桶17上具有温控装置；气动双隔膜泵19的进口管道浸没在石蜡18中，出口连接塑料软管16的一端，塑料软管16的另一端连接在设置于铁质圆柱管道5内部的雾化喷头20上；所述的冷流供气装置包括带集气罐的压缩机15、塑料箱21、盘旋式铜管22、冷却液23、长直圆柱铁管24、皮托管8、压力变送器9、热电偶10和浮子流量计25；其中塑料箱21内盛有冷却液23；盘旋式铜管22浸没在冷却液23中，一端通过管道与带集气罐的压缩机15的一个出口相连，另一端通过管道与长直圆柱铁管24的一端相连，并且带集气罐的压缩机15的另一个出口还通过管路与气动双隔膜泵19的进口相连；长直圆柱铁管24的另一端通过管道与集气室12的底部相连接；皮托管8安装在长直圆柱铁管24上，通过数据线及压力变送器9与数据采集系统中的数据采集模块30电连接；铠装热电偶10也安装在长直圆柱铁管24上，通过数据线与数据采集系统中的数据采集模块30电连接；浮子流量计25安装在连接于长直圆柱铁管24和集气室12之间的管道上；所述的数据采集系统包括红外摄像仪26、红外摄像仪支架27、摄像机28、摄像机支架29、数据采集模块30和计算机32；其中红外摄像仪26通过红外摄像仪支架27固定在方形管道6上方，并能够透过观测窗口13实时记录带有气膜孔的实验平板11的表面温度；摄像机28通过摄像机支架29倾斜固定在方形管道6上方，并能够透过观测窗口13拍摄石蜡18在带有气膜孔的实验平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型带气膜冷却和粒子喷涂功能的风洞实验装置，其特征在于：所述的风洞实验装置包括主流供气加热装置、试验段装置、粒子喷涂装置、冷流供气装置和数据采集系统；所述的主流供气加热装置包括鼓风机(1)、涡街流量计(2)、塑料管道(3)、空气加热器(4)和铁质圆柱管道(5)；其中塑料管道(3)连接在鼓风机(1)出口和空气加热器(4)进口之间；鼓风机(1)上安装有阀门，便于调节主流气体供气量；空气加热器(4)上设有温控装置，能够准确控制主流气体温度；涡街流量计(2)安装在塑料管道(3)上；铁质圆柱管道(5)的一端连接在空气加热器(4)的出口；所述的试验段装置包括方形管道(6)、皮托管(8)、压力变送器(9)、铠装热电偶(10)、带有气膜孔的实验平板(11)、集气室(12)、观测窗口(13)和热电偶(14)；其中方形管道(6)水平设置，一端与铁质圆柱管道(5)的另一端相连接，上端设有观测窗口(13)和能够开启以便更换带有气膜孔的实验平板(11)的盖板；带有气膜孔的实验平板(11)放置在位于观测窗口(13)下方的方形管道(6)内部底面上；皮托管(8)安装在方形管道(6)上，通过数据线及压力变送器(9)与数据采集系统中的数据采集模块(30)电连接；铠装热电偶(10)也安装在方形管道(6)上，通过数据线与数据采集系统中的数据采集模块(30)电连接；热电偶(14)固定在带有气膜孔的实验平板(11)表面上，并通过数据线与数据采集系统中的数据采集模块(30)电连接；集气室(12)的上端连接在位于带有气膜孔的实验平板(11)下部的方形管道(6)底面上；所述的粒子喷涂装置包括塑料软管(16)、高温加热桶(17)、石蜡(18)、气动双隔膜泵(19)和雾化喷头(20)；高温加热桶(17)内装有石蜡(18)，并且高温加热桶(17)上具有温控装置；气动双隔膜泵(19)的进口管道浸没在石蜡(18)中，出口连接塑料软管(16)的一端，塑料软管(16)的另一端连接在设置于铁质圆柱管道(5)内部的雾化喷头(20)上；所述的冷流供气装置包括带集气罐的压缩机(15)、塑料箱(21)、盘旋式铜管(22)、冷却液(23)、长直圆柱铁管(24)、皮托管(8)、压力变送器(9)、热电偶(10)和浮子流量计(25)；其中塑料箱(21)内盛有冷却液(23)；盘旋式铜管(22)浸没在冷却液(23)中，一端通过管道与带集气罐的压缩机(15)的一个出口相连，另一端通过管道与长直圆柱铁管(24)的一端相连，并且带集气罐的压缩机(15)的另一个出口还通过管路与气动双隔膜泵(19)的进口相连；长直圆柱铁管(24)的另一端通过管道与集气室(12)的底部相连接；皮托管(8)安装在长直圆柱铁管(24)上，通过数据线及压力变送器(9)与数据采集系统中的数据采集模块(30)电连接；铠装热电偶(10)也安装在长直圆柱铁管(24)上，通过数据线与数据采集系统中的数据采集模块(30)电连接；浮子流量计(25)安装在连接于长直圆柱铁管(24)和集气室(12)之间的管道上；所述的数据采集系统包括红外摄像仪(26)、红外摄像仪支架(27)、摄像机(28)、摄像机支架(29)、数据采集模块(30)和计算机(32)；其中红外摄像仪(26)通过红外摄像仪支架(27)固定在方形管道(6)上方，并能够透过观测窗口(13)实时记录带有气膜孔的实验平板(11)的表面温度；摄像机(28)通过摄像机支架(29)倾斜固定在方形管道(6)上方，并能够透过观测窗口(13)拍摄石蜡(18)在带有气膜孔的实验平板(11)上的沉积情况；数据采集模块(30)通过数据线(31)与计算机(32)电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种小型带气膜冷却和粒子喷涂功能的风洞实验装置，其特征在于：所述的风洞实验装置包括主流供气加热装置、试验段装置、粒子喷涂装置、冷流供气装置和数据采集系统；所述的主流供气加热装置包括鼓风机(1)、涡街流量计(2)、塑料管道(3)、空气加热器(4)和铁质圆柱管道(5)；其中塑料管道(3)连接在鼓风机(1)出口和空气加热器(4)进口之间；鼓风机(1)上安装有阀门，便于调节主流气体供气量；空气加热器(4)上设有温控装置，能够准确控制主流气体温度；涡街流量计(2)安装在塑料管道(3)上；铁质圆柱管道(5)的一端连接在空气加热器(4)的出口；所述的试验段装置包括方形管道(6)、皮托管(8)、压力变送器(9)、铠装热电偶(10)、带有气膜孔的实验平板(11)、集气室(12)、观测窗口(13)和热电偶(14)；其中方形管道(6)水平设置，一端与铁质圆柱管道(5)的另一端相连接，上端设有观测窗口(13)和能够开启以便更换带有气膜孔的实验平板(11)的盖板；带有气膜孔的实验平板(11)放置在位于观测窗口(13)下方的方形管道(6)内部底面上；皮托管(8)安装在方形管道(6)上，通过数据线及压力变送器(9)与数据采集系统中的数据采集模块(30)电连接；铠装热电偶(10)也安装在方形管道(6)上，通过数据线与数据采集系统中的数据采集模块(30)电连接；热电偶(14)固定在带有气膜孔的实验平板(11)表面上，并通过数据线与数据采集系统中的数据采集模块(30)电连接；集气室(12)的上端连接在位于带有气膜孔的实验平板(11)下部的方形管道(6)底面上；所述的粒子喷涂装置包括塑料软管(16)、高温加热桶(17)、石蜡(18)、气动双隔膜泵(19)和雾化喷头(20)；高温加热桶(17)内装有石蜡(18)，并且高温加热桶(17)上具有温控装置；气动双隔膜泵(19)的进口管道浸没在石蜡(18)中，出口连接塑料软管(16)的一端，塑料软管(16)的另一端连接在设置于铁质圆柱管道(5)内部的雾化喷头(20)上；所述的冷流供气装置包括带集气罐的压缩机(15)、塑料箱(21)、盘旋式铜管(22)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓军，崔莫含，张骁峰，刘智刚，王瑛琦，祝佳雄，李子硕，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：新型
国别省市：天津,12