水上飞机环控系统换热器热湿特性试验平台技术方案

本发明专利技术公开一种水上飞机环控系统换热器热湿特性试验平台，属于实验平台技术领域，高压气源的出口与热边入口通过第一管道连通；加热装置设置在第一管道上，加热装置用于加热第一管道中经过上述加热装置的换热工质；压气机的出口与冷边入口通过第二管道连通；第一喷嘴设置在压气机的进口处，用于向压气机的进口喷洒喷雾；第二喷嘴设置在压气机的出口处，用于向第二管道中喷洒喷雾；压气机用于将换热工质通过第二管道输送至换热器中；换热工质包括空气和喷雾，工质检测装置用于检测换热工质的物理性能。本发明专利技术能够考虑水上飞机的高湿热飞行环境，利用压气机的湿压缩效应模拟换热器冷边入口的高湿热进气，开展在高湿热进气条件下换热器的湿工况测试。热器的湿工况测试。热器的湿工况测试。

【技术实现步骤摘要】
水上飞机环控系统换热器热湿特性试验平台


[0001]本专利技术涉及实验平台
，特别是涉及一种水上飞机环控系统换热器热湿特性试验平台。

技术介绍

[0002]水上飞机座舱环境控制系统(EnvironmentalControlSystem，ECS)，简称环控系统，是维持水上飞机座舱内部压力、温度/湿度及空气品质等环境参数的重要保障，为飞行员及乘客创造正常舒适的生活环境。现代水上飞机的环控系统多采用空气循环制冷系统(AirCyclerefrigerationSystem，ACS)，ACS主要由换热器(包括初级散热器、次级散热器、回热器以及冷凝器)、空气循环机(包括压气机、风扇和涡轮)和水分离器三大部分构成。
[0003]相比于常规高空飞行的水上飞机，水上飞机面临的是高湿热飞行环境，即环境温度与湿度相对高空飞行环境均大幅提高。其环控系统需要在高湿热进气条件下工作，具体体现在次级散热器冷边的高湿热进气，且环控系统中次级散热器冷边一般需要在入口处喷水，所以换热器的运行工况大部分为空气
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水混合工质下的热湿工况。
[0004]但是，现有技术中换热器研究领域中，大部分以干空气介质为主，尚未见到针对水上飞机环控系统的换热器在高湿热进气条件下热湿特性试验平台设计。因此无法对水上飞机环控系统中的换热器，进行高湿热进气条件下的热湿特性研究，无法更真实地模拟水上飞机环控系统实际运行状态。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种水上飞机环控系统换热器热湿特性试验平台，能模拟换热器冷边入口的高湿热进气，并开展换热器湿工况测试。
[0006]本专利技术提供一种水上飞机环控系统换热器热湿特性试验平台，
[0007]包括：高压气源、加热装置、压气机、喷雾装置、工质检测装置和换热器，所述换热器包括热边入口、冷边入口、热边出口和冷边出口；
[0008]所述喷雾装置包括第一喷嘴和第二喷嘴；
[0009]所述高压气源的出口与所述热边入口通过第一管道连通；所述加热装置设置在所述第一管道上，所述加热装置用于加热所述第一管道中经过上述加热装置的换热工质；
[0010]所述压气机的出口与所述冷边入口通过第二管道连通；所述第一喷嘴设置在所述压气机的进口处，用于向所述压气机的进口喷洒喷雾；所述第二喷嘴设置在所述压气机的出口处，用于向所述第二管道中喷洒喷雾；所述压气机用于将换热工质通过所述第二管道输送至所述换热器中；
[0011]所述换热工质包括空气和喷雾，所述工质检测装置用于检测所述换热工质的物理性能。
[0012]优选的，所述工质检测装置包括第一检测装置、第二检测装置、第三检测装置、第四检测装置和湿度变送器，所述热边入口、所述冷边入口、所述热边出口、所述冷边出口和
所述压气机的出口均设置有第一检测装置，所述第一检测装置用于检测所述换热工质的温度和压力，所述第二检测装置的一端设置在所述冷边入口，另一端设置在所述冷边出口，所述第二检测装置检测所述冷边入口和所述冷边出口的压差；所述第三检测装置设置在所述第二喷嘴与所述冷边入口之间，所述第三检测装置用于检测所述喷雾的水滴粒径，所述高压气源的出口和所述冷边出口均设置一个所述第四检测装置，所述第四检测装置用于检测所述换热工质的质量流量，所述冷边入口、所述冷边出口和所述压气机的出口均设置所述湿度变送器，所述湿度变送器用于检测所述换热工质的湿度。
[0013]优选的，所述第一检测装置为压力变送器和温度变送器。
[0014]优选的，所述第二检测装置为压差变送器。
[0015]优选的，所述第三检测装置为激光粒度仪，所述激光粒度仪设置在所述第二喷嘴与所述冷边入口之间，用于检测所述第二喷嘴喷出的喷雾中的水滴粒径。
[0016]优选的，还包括计算机，所述计算机与所述激光粒度仪通信连接，所述计算机用于接收并处理所述激光粒度仪的测量信号。
[0017]优选的，所述第四检测装置包括第一质量流量计和第二质量流量计，所述第一质量流量计设置在所述高压气源的出口，用于检测所述高压气源出口的所述换热工质的质量流量，所述第二质量流量计用于设置在所述冷边出口，用于检测所述冷边出口处的所述换热工质的质量流量。
[0018]优选的，还包括调频器，所述调频器与所述压气机电连接，所述调频器用于为所述压气机供电并能够控制所述压气机输送的流量。
[0019]优选的，还包括气动阀门，所述气动阀门设置在所述第一质量流量计与所述高压气源之间，所述气动阀门用于调节所述高压气源输出的述压气机输送的流量。
[0020]优选的，所述喷雾装置还包括空压机和压力水罐，所述压力水罐包括进气口和出水口，所述空压机的出口与所述第一喷嘴的进气口、所述进气口和所述第二喷嘴的进气口连通，所述压力水罐的出水口与所述第一喷嘴的进水口、第二喷嘴的进水口连通。
[0021]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0022]本专利技术通过在水上飞机环控系统中加入喷雾装置和工质检测装置，喷雾装置能够向系统中喷洒喷雾，使系统在湿工况下运行，模拟水上飞机的实际飞行情况；并且，工质检测装置能够检测换热工质的物理性能，包括换热工质的温度、湿度、压力、不同部位的压力差和流量等物理性能，可以根据具体的实验设置具体的检测项目和检测位置。从而能够实现在换热器的研究中，使用包含喷雾换热介质进行换热，从而能够测试研究换热器在高湿热进气条件下的传热与流动特性。能够考虑高湿热进气条件下换热器的湿工况测试能够更加真实地模拟水上飞机环控系统的运行状态。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术提供的水上飞机环控系统换热器热湿特性试验平台的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术提供的环境检测装置的结构示意图。
[0026]其中：1
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控制柜；2
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电加热炉；3
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第一质量流量计；4
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气动阀门；5
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高压气源；6
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压差变送器；7
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激光粒度仪；8
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第二管道；9
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第二喷嘴；10
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湿度变送器；11
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电动压气机；12
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调频器；13
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第一喷嘴；14
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第一水流量计；15
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导管；16
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第二水流量计；17
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第四阀门；18
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第二阀门；19
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第一阀门；20
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压力水罐；21
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压力变送器；22
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水上飞机环控系统换热器热湿特性试验平台，其特征在于，包括：高压气源、加热装置、压气机、喷雾装置、工质检测装置和换热器，所述换热器包括热边入口、冷边入口、热边出口和冷边出口；所述喷雾装置包括第一喷嘴和第二喷嘴；所述高压气源的出口与所述热边入口通过第一管道连通；所述加热装置设置在所述第一管道上，所述加热装置用于加热所述第一管道中经过上述加热装置的换热工质；所述压气机的出口与所述冷边入口通过第二管道连通；所述第一喷嘴设置在所述压气机的进口处，用于向所述压气机的进口喷洒喷雾；所述第二喷嘴设置在所述压气机的出口处，用于向所述第二管道中喷洒喷雾；所述压气机用于将换热工质通过所述第二管道输送至所述换热器中；所述换热工质包括空气和喷雾，所述工质检测装置用于检测所述换热工质的物理性能。2.根据权利要求1所述的水上飞机环控系统换热器热湿特性试验平台，其特征在于，所述工质检测装置包括第一检测装置、第二检测装置、第三检测装置、第四检测装置和湿度变送器，所述热边入口、所述冷边入口、所述热边出口、所述冷边出口和所述压气机的出口均设置有第一检测装置，所述第一检测装置用于检测所述换热工质的温度和压力，所述第二检测装置的一端设置在所述冷边入口，另一端设置在所述冷边出口，所述第二检测装置检测所述冷边入口和所述冷边出口的压差；所述第三检测装置设置在所述第二喷嘴与所述冷边入口之间，所述第三检测装置用于检测所述喷雾的水滴粒径，所述高压气源的出口和所述冷边出口均设置一个所述第四检测装置，所述第四检测装置用于检测所述换热工质的质量流量，所述冷边入口、所述冷边出口和所述压气机的出口均设置所述湿度变送器，所述湿度变送器用于检测所述换热工质的湿度。3.根据权利要求2所述的水上飞机环控系统换热器热湿特性试验平台，其特征在于，所述第一检测装置为压...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨涵，杨春信，杨开春，张兴娟，王超，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：