CN104122063A - 一种结冰气候室 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可用于飞机防冰部件、组件及系统防除冰验证试验的结冰气候室，本结冰气候室由保温隔热层（1）、钢结构风道（2）、喷雾系统（3）、动力系统（4）、制冷及换热系统（5）、压力平衡系统（6）以及模型升降系统（7）组成。本实验室可模拟低温、一定的风速及结冰云雾环境；试验空间大，可进行大尺寸试验件的试验，有效验证试验对象的结冰、除冰及防冰性能。
Description
技术领域
本发明属于防除冰试验技术领域，涉及一种可用于飞机防冰部件、组件及系统防除冰验证试验的结冰气候室。
背景技术
一种可模拟低温、风速及结冰云雾的大型结冰气候室，可应用于飞机防冰部件、组件及系统，进行结冰、除冰及防冰试验，研究其结冰特性，验证其防除冰性能。结冰对于飞机飞行安全的危害极大，开展防除冰技术研究对于保证飞行安全非常必要，该设备专门用于飞机防冰系统研制及防除冰技术的试验研究。
目前可进行动态结冰试验的设备只有冰风洞，但冰风洞通常试验段口径较小，只能进行小尺寸试验件或模型的试验，对于较大的部件、组件及系统的试验完全无法进行；环境试验室及低温箱等可进行低温试验，但无法模拟风速和云雾环境，不能进行动态的结冰试验。该发明可以同时模拟低温、风速及结冰云雾，对于防除冰系统的试验验证和技术研究具有重要作用。
发明内容
本发明的目的是：设计一种可用于飞机防冰部件、组件及系统防除冰验证试验的低温结冰实验设备，对试验件进行结冰、除冰和防冰试验，验证其性能是否满足要求。
本发明的技术方案是：
本气候室采用立式回流的结构形式。一种结冰气候室，本结冰气候室由保温隔热层1、钢结构风道2、喷雾系统3、动力系统4、制冷及换热系统5、压力平衡系统6以及模型升降系统7组成，其中：
保温隔热层1分布在结冰气候室各面，防止对外界的热交换，保证实验室内的低温环境；钢结构风道2类似风洞的洞体，用来实现气流的运行，保证换热效果及流场特性；喷雾系统3用来实现满足试验要求的喷雾，并保证水含量和粒径在试验规定的范围内；动力系统4用来提供动力，满足试验风速要求，保证在喷口处达到10m/s的风速；制冷及换热系统5用于冷却和抵消气候室内容的空气、设备、冷量流失及热负荷，保证试验室内的低温环境，并能进行温度调节；压力平衡系统6用于补压或泄压，保证试验间降温过程试验室补气平衡，试验期间风速调整的压力平衡，以及喷雾过程中试验间的泄压平衡；模型升降系统7用于安装试验件，并调整高度。
保温隔热层1分布在结冰气候室各面，四周壁板和顶板为150～200mm的聚氨酯保温库板，库板的内表面为不锈钢板，库板的外表面为彩钢板；底板为200mm厚以上的挤塑板。
钢结构风道2包括收缩喷管201、回流隔层202、挡板203及拐角导流片204，回流隔层202将结冰气候室分隔为上下两层，拐角导流片204位于结冰气候室四个拐角，收缩喷管201用于对喷雾系统3喷出的雾加速，挡板203位于收缩喷管201和回流隔层202之间。
喷雾系统3包括控制系统及喷雾装置。
动力系统4包括位于结冰气候室上层的电机402、风扇403及整流罩401。
制冷及换热系统5包括位于结冰气候室上层的动力系统4前端的换热器501及加热器502。
喷雾系统3通过向喷嘴提供水和压缩空气，在气候室内形成均匀雾化水，并可调节液态水含量和云雾粒子直径。
动力系统4采用变频调速，速度可以稳定控制。
风扇403叶片采用碳纤维材料，耐低温及潮湿环境。
制冷及换热系统5由三套换热器501和三套加热器502组成，换热器501用于降温，加热器502用于加温，既可以实现精确控温，又可用于实验后除霜和升温。
压力平衡系统6包括四个自动及一个手动控制的压力平衡窗，用于结冰气候室内的压力调节。
模型升降系统7，用于安装试验件，并调整高度，保证试验件位于云雾的中心区。
本发明的优点是：
本气候室尺寸大，能进行飞机部件、组件及系统的试验；温度可以精确控制，满足不同试验对象的要求；能模拟一定的风速，使结冰环境更加真实；可以模拟空中的云雾环境，并且液态水含量和云雾粒子可以控制，更好地满足试验要求；配备模型升降机构，适合不同高度的试验件，保证试验件能够置于中心区位置。
附图说明
图1是结冰气候室结构示意图。图中：1.保温隔热层；2.钢结构风道：201收缩喷管；202回流隔层；203挡板；204拐角导流片；3.喷雾系统；4.动力系统：401整流罩；402电机；403风扇；5.制冷及换热系统：501换热器；502加热器；6.压力平衡系统；7.模型升降系统。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。
本气候室内流道采用单回流立式开口低速风洞型式，回流部分放置在试验间的上方。采用矩形回路，立式布置，试验间形式类似风洞的驻室，采用收缩喷管201形成小尺寸喷口，在试验间构建一定宽度和距离的人工云；喷口四周封闭设计，避免气流窜流，影响流场。
结冰气候室的上层作为回流道，主要用于放置风机、换热器501及加热器502。回流隔层202采用工字钢梁外包不锈钢，层厚800mm左右，形成上下回流结构的同时，还可以承受风机及换热器501等的重量。气候室内壁均贴有150mm厚的聚氨酯保温库板，保温板内壁面为不锈钢板。地面保温板采用特殊的耐压加强结构。
喷雾系统3、喷管等置于结冰气候室下层，有效试验空间尺寸为：17,000L×12,000W×7,000H(mm),是整个气候室的主体，所有环境模拟的参数都在此空间内实现。
为降低拐角流动损失，提高流动均匀性，气候室四个拐角配置圆弧导流片。回流隔层202两端通风处采用圆角处理。
喷管出口尺寸8000W×1500H mm，采用收缩型面，喷管上下壁面收缩，左右壁面平行，收缩比2.5，长1.8米，以保证喷出的云雾尽可能均匀。喷管周围应用钢板隔断，以免气流回流。
动力系统4选用3台专门设计的轴流风机，每台风量均大于115,200m3/h，总压升600Pa；采用三台变频电机402分别控制，每台55kW。轴流风机按流量、压升要求进行非标设计制造，同时考虑低温、结冰、防锈等使用环境问题。
采用3台换热器501。换热器501为椭圆铜管铝翅片式，直冷，翅片排布变片距，为前疏后密。同时配置3组加热器502，功率约共100kW，采用螺旋翅片式，安装在换热器501出口位置。加热器502为电加热，主要作用是控制温度、除霜及试验后升温。
在试验室不同部位配置气压平衡阀，形成压力平衡系统，当试验室内外压力差大于0.005atm时，气压平衡阀自动工作，保证室内压力稳定在1atm左右。
喷雾系统3采用204只喷嘴，喷雾杆12根，喷杆长度4000mm，间距240mm，每根喷杆上喷嘴数17只。整套系统采用保温防冻措施。对于所有管路，采用电加热保温层。喷雾杆配合特殊保温夹套。控制单元可以实现12根喷雾杆中不同喷雾杆的启动。
Claims (6)
1.一种结冰气候室，其特征是，本结冰气候室由保温隔热层（1）、钢结构风道（2）、喷雾系统（3）、动力系统（4）、制冷及换热系统（5）、压力平衡系统（6）以及模型升降系统（7）组成，其中：
保温隔热层（1）分布在结冰气候室各面，钢结构风道（2）用来实现气流的运行及保证流场，喷雾系统（3）用来实现满足试验要求的喷雾，动力系统（4）用来提供动力，满足试验风速要求，制冷及换热系统（5）用来保证试验室内的低温环境，并能进行温度调节；压力平衡系统（6）用于补压或泄压；模型升降系统（7）用于安装试验件，并调整高度；
保温隔热层（1）分布在结冰气候室各面，四周壁板和顶板为150～200mm的聚氨酯保温库板，库板的内表面为不锈钢板，库板的外表面为彩钢板；底板为200mm厚以上的挤塑板；
钢结构风道（2）包括收缩喷管（201）、回流隔层（202）、挡板（203）及拐角导流片（204），回流隔层（202）将结冰气候室分隔为上下两层，拐角导流片（204）位于结冰气候室四个拐角，收缩喷管（201）用于对喷雾系统（3）喷出的雾加速，挡板（203）位于收缩喷管（201）和回流隔层（202）之间；
喷雾系统（3）包括控制系统及喷雾系统（3）；
动力系统（4）包括位于结冰气候室上层的电机（402）、风扇（403）及整流罩（401）；
制冷及换热系统（5）包括位于结冰气候室上层的动力系统（4）前端的换热器（501）及加热器（502）。
2.如权利要求1所述的一种结冰气候室，其特征是：所述的喷雾系统（3）通过向喷嘴提供水和压缩空气，在气候室内形成均匀雾化水，并可调节液态水含量和云雾粒子直径。
3.如权利要求1所述的一种结冰气候室，其特征是：所述的风扇（403）叶片采用碳纤维材料。
4.如权利要求1所述的一种结冰气候室，其特征是：所述的动力系统（4）采用变频调速。
5.如权利要求1所述的一种结冰气候室，其特征是：所述的制冷及换热系统（5）由三套换热器（501）和三套加热器（502）组成，换热器（501）用于降温，加热器（502）用于加温。
6.如权利要求1所述的一种结冰气候室，其特征是：所述的压力平衡系统（6）包括四个自动及一个手动控制的压力平衡窗。
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|---|---|
| CN (1) | CN104122063A (zh) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105466713A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-04-06 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种模拟飞机防冰除冰系统试验装置 |
| CN105709956A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-06-29 | 西安工程大学 | 一种模拟野外环境的可调节自动喷雾系统及控制方法 |
| CN105954316A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-09-21 | 长沙理工大学 | 一种路面结冰检测的室内实验装置和方法 |
| CN106081155A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-11-09 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种飞机防除冰系统试验模拟装置 |
| CN106644363A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-05-10 | 武汉航空仪表有限责任公司 | 气囊除冰系统试验室除冰试验方法 |
| CN107200147A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-09-26 | 中电科芜湖通用航空产业技术研究院有限公司 | 适于中小型飞行器的冻云结冰温控模拟实验室 |
| CN108051175A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-18 | 国家电网公司 | 实验室循环风洞装置 |
| CN108168893A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-06-15 | 中国飞机强度研究所 | 一种室内飞机发动机开车试验空气补偿系统 |
| CN109141803A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-01-04 | 杨雪锋 | 一种移载飞行模拟风洞 |
| CN109459376A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-12 | 西北工业大学 | 无人机表面性能测试装置 |
| CN109733639A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-05-10 | 武汉航空仪表有限责任公司 | 一种结冰气候室流场稳定结构 |
| CN110271691A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-09-24 | 中国飞机强度研究所 | 飞机气候环境实验室温度校准布局结构、采集系统及方法 |
| CN110440634A (zh) * | 2019-08-03 | 2019-11-12 | 广州克莱美特仪器设备科技有限公司 | 火炮自动机结冰结霜射击试验方法 |
| CN113029611A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-06-25 | 中南大学 | 一种转向架积雪结冰风洞试验系统的造雪装置 |
| CN113720753A (zh) * | 2021-08-08 | 2021-11-30 | 中国飞机强度研究所 | 一种用于气候环境实验室宽温域环境的移动式保温房 |
| CN114353363A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-04-15 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种结冰风洞换热器出口气流温度控制系统及方法 |
| CN114459791A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-05-10 | 中国飞机强度研究所 | 用于飞机测试的结冰试验供水系统及供水方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101832619A (zh) * | 2009-03-09 | 2010-09-15 | 北京航空航天大学 | 一种新型低温低气压风速环境控制系统 |
| CN102486451A (zh) * | 2010-12-02 | 2012-06-06 | 西安中科麦特电子技术设备有限公司 | 冻雨环境实验装置 |
| CN102798590A (zh) * | 2012-08-10 | 2012-11-28 | 中国人民解放军空军装备研究院雷达与电子对抗研究所 | 积冰冻雨试验系统 |
-
2013
- 2013-04-24 CN CN201310145462.8A patent/CN104122063A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101832619A (zh) * | 2009-03-09 | 2010-09-15 | 北京航空航天大学 | 一种新型低温低气压风速环境控制系统 |
| CN102486451A (zh) * | 2010-12-02 | 2012-06-06 | 西安中科麦特电子技术设备有限公司 | 冻雨环境实验装置 |
| CN102798590A (zh) * | 2012-08-10 | 2012-11-28 | 中国人民解放军空军装备研究院雷达与电子对抗研究所 | 积冰冻雨试验系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 刑玉明 等: "大型开式冰风洞的模拟技术研究", 《中国航空学会2007年学术年会》, 31 December 2007 (2007-12-31), pages 1 - 10 * |
| 胡站伟: "结冰风洞云雾参数变化规律初探", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》, no. 07, 15 July 2010 (2010-07-15), pages 55 * |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105466713A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-04-06 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种模拟飞机防冰除冰系统试验装置 |
| CN105709956A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-06-29 | 西安工程大学 | 一种模拟野外环境的可调节自动喷雾系统及控制方法 |
| CN106081155A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-11-09 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种飞机防除冰系统试验模拟装置 |
| CN105954316B (zh) * | 2016-06-03 | 2019-03-12 | 长沙理工大学 | 一种路面结冰检测的室内实验装置和方法 |
| CN105954316A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-09-21 | 长沙理工大学 | 一种路面结冰检测的室内实验装置和方法 |
| CN106644363A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-05-10 | 武汉航空仪表有限责任公司 | 气囊除冰系统试验室除冰试验方法 |
| CN107200147A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-09-26 | 中电科芜湖通用航空产业技术研究院有限公司 | 适于中小型飞行器的冻云结冰温控模拟实验室 |
| CN108051175A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-18 | 国家电网公司 | 实验室循环风洞装置 |
| CN108051175B (zh) * | 2017-11-30 | 2020-08-11 | 国家电网公司 | 实验室循环风洞装置 |
| CN108168893A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-06-15 | 中国飞机强度研究所 | 一种室内飞机发动机开车试验空气补偿系统 |
| CN109141803A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-01-04 | 杨雪锋 | 一种移载飞行模拟风洞 |
| CN109141803B (zh) * | 2018-08-29 | 2020-07-31 | 江苏普旭软件信息技术有限公司 | 一种移载飞行模拟风洞 |
| CN109733639A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-05-10 | 武汉航空仪表有限责任公司 | 一种结冰气候室流场稳定结构 |
| CN109459376A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-12 | 西北工业大学 | 无人机表面性能测试装置 |
| CN110271691B (zh) * | 2019-07-05 | 2022-11-22 | 中国飞机强度研究所 | 飞机气候环境实验室温度校准布局结构、采集系统及方法 |
| CN110271691A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-09-24 | 中国飞机强度研究所 | 飞机气候环境实验室温度校准布局结构、采集系统及方法 |
| CN110440634A (zh) * | 2019-08-03 | 2019-11-12 | 广州克莱美特仪器设备科技有限公司 | 火炮自动机结冰结霜射击试验方法 |
| CN113029611A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-06-25 | 中南大学 | 一种转向架积雪结冰风洞试验系统的造雪装置 |
| CN113720753A (zh) * | 2021-08-08 | 2021-11-30 | 中国飞机强度研究所 | 一种用于气候环境实验室宽温域环境的移动式保温房 |
| CN114353363A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-04-15 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种结冰风洞换热器出口气流温度控制系统及方法 |
| CN114459791A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-05-10 | 中国飞机强度研究所 | 用于飞机测试的结冰试验供水系统及供水方法 |
| CN114459791B (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-05 | 中国飞机强度研究所 | 用于飞机测试的结冰试验供水系统及供水方法 |
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