一种结冰风洞用的喷雾供气系统及调节方法技术方案

本发明专利技术涉及结冰风洞试验技术领域，具体涉及一种结冰风洞用的喷雾供气系统及调节方法。本申请耙内供气管路包括耙内出气管，进入耙内供气支路的气体不仅可以从耙内供气支路上各个排气孔排出，还可以通过耙内出气管的出气口排出。这样结构设计，能使耙内供气支路末端的气体流量保持在较大值，降低流通支路首端与末端附近的气体流量差，进而降低耙内供气支路首末两端温度差，提高了喷雾均匀性。本申请还通过第三控制阀和第四控制阀的设置，解决了传统方案设置有多组供气单元，切换大/小粒径水滴云雾时响应慢，影响试验效率，且关闭供气未使用到的管道具有被冻结的风险的技术问题。用到的管道具有被冻结的风险的技术问题。用到的管道具有被冻结的风险的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种结冰风洞用的喷雾供气系统及调节方法


[0001]本专利技术涉及结冰风洞试验
，具体涉及一种结冰风洞用的喷雾供气系统及调节方法。

技术介绍

[0002]飞行器穿越含有过冷水滴云层时，其迎风面会出现结冰现象，严重影响飞行安全。为研究飞行器结冰特性，通常在地面结冰风洞进行结冰试验研究。
[0003]喷雾系统是结冰风洞的重要组成部分，用于模拟高空云雾环境，主要由供气系统、供水系统、喷雾耙及控制系统等组成。为实现均匀度较高的云雾环境，喷雾耙通常设计成矩阵形式，每层喷雾耙上布置数十个喷嘴，而供气系统主要功能是为喷雾耙内喷嘴提供需求的压力，产生不同的雾化效果，形成不同粒径的云雾环境。为防止喷雾喷出的水滴冻结，同时避免水滴无法过冷，供气系统的供气需加热至适宜的温度。
[0004]传统的供气系统通过一根主管道分成多个子管道布置于喷雾耙内，每个子管道又分出供气支路用于每个喷嘴的供气，但实际喷嘴雾化效果不好。

技术实现思路

[0005]为为了解决现有技术中喷嘴雾化效果不好的技术问题，本专利技术提供一种结冰风洞用的喷雾供气系统及调节方法，具体如下：本专利技术提供一种结冰风洞用喷雾供气系统，包括至少一组供气单元，每组供气单元均包括供气主路、耙内供气管路和排气旁路；所述耙内供气管路包括耙内进气管、耙内出气管和多根相互并联的耙内供气支路；所述供气主路、所述耙内进气管、所述耙内出气管、所述耙内供气支路和所述排气旁路上均设置有进气口和出气口；所述供气主路的出气口与所述排气旁路的进气口、所述耙内进气管的进气口连通；所述耙内供气支路的进气口与耙内进气管的出气口连通，所述耙内供气支路的出气口与耙内出气管的进气口均连通；所述耙内供气支路上还设置有多个排气口，所述排气口上设置有控制排气口开闭的第一控制阀；还包括设置在所述排气旁路上能控制排气旁路出气流量的第二控制阀和设置在耙内出气管出气端能控制耙内出气管出气流量的第三控制阀；还包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设置在耙内进气管的进气端，所述第二温度传感器设置在耙内出气管的出气端；通过所述供气主路的进气口进入供气单元的气体，能从所述排气旁路的出气口、所述耙内出气管的出气口和所述耙内供气支路的排气口排出。
[0006]进一步的是，所述供气主路上设置有使供气主路内气体仅朝耙内进气管单向流动的单向控制装置。
[0007]进一步的是，所述耙内供气支路的排气口上的第一控制阀为电磁阀。
[0008]进一步的是，当设置多组供气单元时，还包括排气主路；所述排气主路包括进气口和出气口，所述排气主路的进气口与各组供气单元的耙内出气管的出气口均连通。
[0009]进一步的是，还包括控制排气主路出气流量的第四控制阀，所述第四控制阀设置
在排气主路上。
[0010]进一步的是，所述排气主路的进气口还与所述排气旁路的出气口连通；所述第四控制阀位于所述排气主路的进气口与所述排气旁路的出气口连通节点、所述排气主路的进气口与耙内出气管的出气口连通节点之间。
[0011]进一步的是，所述第四控制阀为气动球阀。
[0012]本申请同时提供一种结冰风洞用喷雾供气系统的调节方法，该方法用于调节上述结冰风洞用喷雾供气系统，包括如下步骤：S100，调节需供气单元中其中一组供气单元满足喷雾实验条件，包括：S10，设置该组供气单元耙内供气管路入口的目标温度值和耙内供气支路的目标压力值；S20，开启该组供气单元上第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀；S30，开启该组供气单元供气主路的气源；S40，使该组供气单元第一温度传感器的温度值稳定在目标温度值附近，使该组供气单元耙内供气支路的压力值稳定在目标压力值附近；S50，获取该组供气单元第一温度传感器和第二温度传感器的温度值；S60，判断该组供气单元第一温度传感器和第二温度传感器的温度差是否满足实验要求，若满足，则该组供气单元调节完毕；若不满足，则进行步骤S70；S70，调节该组供气单元第二控制阀的开度，进而调节该组供气单元气体流经耙内供气管路的流量，调节第三控制阀的开度使该组供气单元耙内供气支路的压力值稳定在目标压力值附近，获取该组供气单元第一温度传感器和第二温度传感器的温度差，直至温度差满足实验要求；S200，重复步骤S100调节所有需供气单元满足喷雾实验条件。
[0013]本申请还提供一种结冰风洞用喷雾供气系统的调节方法，该方法用于调节上述的一种结冰风洞用喷雾供气系统，当仅需其中一组或多组供气单元供气时，包括如下步骤：S100，调节需供气单元中其中一组供气单元满足喷雾实验条件，包括：S10，设置该组供气单元耙内供气管路 进气口的目标温度值和耙内供气支路的目标压力值；S20，开启所有供气单元的第二控制阀和第三控制阀，开启该组供气单元耙内供气支路排气口上的第一控制阀，关闭排气主路上的第四控制阀，关闭未供气单元耙内供气支路排气口上的第一控制阀；S30，开启该组供气单元供气主路的气源；S40，使该组供气单元第一温度传感器温度值稳定在目标温度值附近，使该供气单元耙内供气支路的压力值稳定在目标压力值附近；S50，获取该组供气单元第一温度传感器和第二温度传感器的温度值；S60，判断该组供气单元第一温度传感器和第二温度传感器的温度差是否满足实验要求，若满足，则该组供气单元调节完毕；若不满足则进行步骤S70；S70，调节该组供气单元第二控制阀的开度，进而调节该组供气单元气体流经耙内供气管路的流量，调节第三控制阀的开度使该组供气单元耙内供气支路的压力值稳定在目
标压力值附近，获取该组供气单元第一温度传感器和第二温度传感器的温度差，直至温度差满足实验要求；S200，重复步骤S100调节所有需供气单元满足喷雾实验条件。
[0014]本申请还提供一种结冰风洞用喷雾供气系统的调节方法，该方法用于调节上述的一种结冰风洞用喷雾供气系统，当需所有供气单元供气时，包括如下步骤：S100，调节所有供气单元中其中一组供气单元满足喷雾实验条件，包括：S10，设置该组供气单元耙内供气管路入口的目标温度值和耙内供气支路的目标压力值；S20，开启该组供气单元上第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，开启排气主路上的第四控制阀；S30，开启该组供气单元供气主路的气源；S40，使该供气单元第一温度传感器温度值稳定在目标温度值附近，使该供气单元耙内供气支路的压力值稳定在目标压力值附近；S50，获取该供气单元的第一温度传感器和第二温度传感器的温度值；S60，判断第一温度传感器和第二温度传感器的温度差是否满足实验要求，若满足，则该组供气单元调节完毕；若不满足则进行步骤S70；S70，调节该组供气单元上第二控制阀的开度，进而调节气体流经该组供气单元上耙内供气管路的流量，调节第三控制阀的开度使耙内供气支路的压力值稳定在目标压力值附近，获取该组供气单元第一温度传感器和第二温度传感器的温度差，直至温度差满足实验要求；S200，重复步骤S100调节所有供气单元满足喷雾实验条件。
[0015]本专利技术的有益效果是：首先，本申请耙内供气管路包括耙内出气管，进入耙内供气支路的气体不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结冰风洞用喷雾供气系统，其特征在于：包括至少一组供气单元，每组供气单元均包括供气主路（1）、耙内供气管路（2）和排气旁路（3）；所述耙内供气管路（2）包括耙内进气管（22）、耙内出气管（23）和多根相互并联的耙内供气支路（21）；所述供气主路（1）、所述耙内进气管（22）、所述耙内出气管（23）、所述耙内供气支路（21）和所述排气旁路（3）上均设置有进气口和出气口；所述供气主路（1）的出气口与所述排气旁路（3）的进气口、所述耙内进气管（22）的进气口均连通；所述耙内供气支路（21）的进气口与耙内进气管（22）的出气口连通，所述耙内供气支路（21）的出气口与耙内出气管（23）的进气口连通；所述耙内供气支路（21）上还设置有多个排气口，所述排气口上设置有控制排气口开闭的第一控制阀；还包括设置在所述排气旁路（3）上能控制排气旁路出气流量的第二控制阀（4）和设置在耙内出气管（23）出气端能控制耙内出气管（23）出气流量的第三控制阀（5）；还包括第一温度传感器（6）和第二温度传感器（7），所述第一温度传感器（6）设置在耙内进气管（22）的进气端，所述第二温度传感器（7）设置在耙内出气管（23）的出气端；通过所述供气主路（1）的进气口进入供气单元的气体，能从所述排气旁路（3）的出气口、所述耙内出气管（23）的出气口和所述耙内供气支路（21）的排气口排出。2.根据权利要求1所述的一种结冰风洞用喷雾供气系统，其特征在于：所述供气主路（1）上设置有使供气主路（1）内气体仅朝耙内进气管（22）单向流动的单向控制装置。3.根据权利要求1所述的一种结冰风洞用喷雾供气系统，其特征在于：所述耙内供气支路（21）的排气口上的第一控制阀为电磁阀。4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种结冰风洞用喷雾供气系统，其特征在于：当设置多组供气单元时，还包括排气主路（8）；所述排气主路（8）包括进气口和出气口，所述排气主路（8）的进气口与各组供气单元的耙内出气管（23）的出气口均连通。5.根据权利要求4所述的一种结冰风洞用喷雾供气系统，其特征在于：还包括控制排气主路（8）出气流量的第四控制阀（9），所述第四控制阀（9）设置在排气主路（8）上。6.根据权利要求5所述的一种结冰风洞用喷雾供气系统，其特征在于：所述排气主路（8）的进气口还与所述排气旁路（3）的出气口连通；所述第四控制阀（9）位于所述排气主路（8）的进气口与所述排气旁路（3）的出气口连通节点、所述排气主路（8）的进气口与耙内出气管（23）的出气口连通节点之间。7.根据权利要求5所述的一种结冰风洞用喷雾供气系统，其特征在于：所述第四控制阀（9）为气动球阀。8.一种结冰风洞用喷雾供气系统的调节方法，其特征在于，该方法用于调节权利要求1至7中任一项所述的一种结冰风洞用喷雾供气系统，包括如下步骤：S100，调节需供气单元中其中一组供气单元满足喷雾实验条件，包括：S10，设置该组供气单元耙内供气管路（2）入口的目标温度值和耙内供气支路（21）的目标压力值；S20，开启该组供气单元上第一控制阀、第二控制阀（4）和第三控制阀（5）；
S30，开启该组供气单元供气主路（1）的气源；S40，使该组供气单元第一温度传感器（6）的温度值稳定在目标温度值附近，使该组供气单元耙内供气支路（21）的压力值稳定在目标压力值附近；S50，获取该组供气单元第一温度传感器（6）和第二温度传感器（7）的温度值；S60，判断该组供气单元第一温度传感器（6）和第二温度传感器（7）...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵照，王梓旭，熊建军，冉林，赵杰毅，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：