一种对流条件下水滴撞击冷壁面结冰过程可视化实验平台制造技术

技术编号:21401851 阅读:38 留言:0更新日期:2019-06-19 07:47
一种对流条件下水滴撞击冷壁面结冰过程可视化实验平台,属于船舶与海洋结构物结冰及防冰技术研究领域。本发明专利技术装置主要解决了考虑风速、气温及湿度等气象条件下水滴撞击冷壁面冻结过程的技术问题,考虑了较多真实低温海域中的气象条件,保证了实验研究的真实性。本发明专利技术分为实验台主体、恒温试验箱、风洞系统、信息采集系统以及水滴生成装置五个部分,风洞系统可创造出实验所需的气象环境。本发明专利技术考虑更多水滴冻结环境因素的同时,还可获得最大铺展直径及达到时间、铺展因子随时间变化、最大无量纲高度等数据,从而定量分析影响。本发明专利技术可作为水滴结冰研究基础装置,在其基础上可改进研究更多工况,如水滴撞击斜壁面、不同润湿性表面等。

【技术实现步骤摘要】
一种对流条件下水滴撞击冷壁面结冰过程可视化实验平台
本专利技术属于船舶与海洋结构物结冰及防冰技术研究领域,具体涉及一种对流条件下水滴撞击冷壁面结冰过程可视化实验平台。
技术介绍
船舶及海洋结构物在低温海域航行或作业时极易出现结冰现象,结冰量可达数百吨,结冰会降低船舶或海洋结构物主体稳性,可能增大受风面积,严重时导致倾覆,结冰还会对甲板上工作区域的设备造成危害,影响吊车、起重机等正常使用,结冰还会对结构物运行安全性有影响,带有盐分的海水有可能覆盖在天线、GPS、雷达等设备上结冰,影响这些设备的正常工作。因此需要对低温恶劣海况下平台结冰现象展开研究,开展海浪飞溅结冰过程研究,深入了解结冰机理和过程,为改进平台防冻/除冰技术提供理论基础和新思路,进而保障船舶及海洋结构物在低温海域航行或作业的安全性和稳定性。低温环境中海洋结构物可能出现的结冰类型主要有两类,大气结冰和海浪飞溅结冰。海浪撞击飞溅是造成船舶结冰现象的主要原因。海水在风或海浪作用下与船舶或海洋平台撞击飞溅,会产生细小液滴形成喷雾团,雾团运动到船舶上层建筑上发生结冰,海浪飞溅引发的结冰占海洋结构物结冰现象的80%-90%。海浪飞溅结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对流条件下水滴撞击冷壁面结冰过程可视化实验平台,其特征在于:包括实验台主体、恒温试验箱、风洞系统、信息采集系统以及水滴生成装置五个主要部分;所述实验台主体部分包括不锈三角钢(1)、有机玻璃风道(2)、超白玻璃罩(3),使用不锈三角钢(1)支撑起各装置及设备,使用耐低温有机玻璃制作水平风道(2),并用超白玻璃片组成观察部分玻璃罩(3),超白玻璃罩(3)包裹在有机玻璃风道(2)外侧,实验箱高为1.5米,试验箱玻璃窗(7)下方设有可拉门;所述恒温试验箱包括压缩机组(4)、导热管(5)、聚氨酯外体(6)、玻璃窗(7)、耐低温LED灯(8),导热管(5)与压缩机组(4)连接,玻璃窗(7)在导热管...

【技术特征摘要】
1.一种对流条件下水滴撞击冷壁面结冰过程可视化实验平台,其特征在于:包括实验台主体、恒温试验箱、风洞系统、信息采集系统以及水滴生成装置五个主要部分;所述实验台主体部分包括不锈三角钢(1)、有机玻璃风道(2)、超白玻璃罩(3),使用不锈三角钢(1)支撑起各装置及设备,使用耐低温有机玻璃制作水平风道(2),并用超白玻璃片组成观察部分玻璃罩(3),超白玻璃罩(3)包裹在有机玻璃风道(2)外侧,实验箱高为1.5米,试验箱玻璃窗(7)下方设有可拉门;所述恒温试验箱包括压缩机组(4)、导热管(5)、聚氨酯外体(6)、玻璃窗(7)、耐低温LED灯(8),导热管(5)与压缩机组(4)连接,玻璃窗(7)在导热管(5)下方,耐低温LED灯(8)安装在试验台边缘位置,通过控制器调整压缩机运行状态,产生固定温度的低温环境;所述小型风洞系统是实验台的重要组成部分,包括变频风机(9)、不锈钢波纹管(10)、储水罐(11)、可调控式气泵(12)、控制阀门(13)、空气雾化喷嘴(14),变频风机(9)与有机玻璃风道(2)相连,变频风机(9)模拟不同风速条件,由储水罐(11)、可调控式气泵(12)、控制阀门(13)和空气雾化喷嘴(14)组成的雾化装置模拟指定的空气湿度条件,不锈钢波纹管(10)位于有机玻璃风道(2)右侧;所述水滴生成装置包括医用注射器(...

【专利技术属性】
技术研发人员:王永魁鞠磊王庆苏子恒孙光帅徐述
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学
类型:发明
国别省市:黑龙江,23

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