CN113008585A - 人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法 - Google Patents

人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113008585A
CN113008585A CN202110138696.4A CN202110138696A CN113008585A CN 113008585 A CN113008585 A CN 113008585A CN 202110138696 A CN202110138696 A CN 202110138696A CN 113008585 A CN113008585 A CN 113008585A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
cold water
storage tank
regulating valve
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110138696.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113008585B (zh
Inventor
刘国强
熊通
晏刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN202110138696.4A priority Critical patent/CN113008585B/zh
Publication of CN113008585A publication Critical patent/CN113008585A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113008585B publication Critical patent/CN113008585B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/008—Subject matter not provided for in other groups of this subclass by doing functionality tests
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C3/00—Processes or apparatus specially adapted for producing ice or snow for winter sports or similar recreational purposes, e.g. for sporting installations; Producing artificial snow
    • F25C3/04—Processes or apparatus specially adapted for producing ice or snow for winter sports or similar recreational purposes, e.g. for sporting installations; Producing artificial snow for sledging or ski trails; Producing artificial snow

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

本发明公开一种人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法，所述发生装置包括冷水储箱、制冷循环器、供水增压泵、空压机、喷嘴、核子器、温度探针、光源、高速摄像机、相位多普勒分析仪发射装置和接受装置等；所述冷水储箱水量由补水管电磁阀控制；所述冷水储箱水温由制冷循环器控制；所述喷嘴进水孔流量和压力由第一电动调节阀和供水增压泵变频调速器组合控制；所述核子器进水孔流量和压力由第二电动调节阀和供水增压泵变频调速器组合控制；所述核子器进气孔流量和压力由气体流量调节阀和空压机变频调速器组合控制；所述光源和高速摄像机对立设置，相位多普勒分析仪发射装和接受装置对立设置，可移动至喷雾射程不同位置测量流体性能。

Description

人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法
技术领域
本发明涉及人工造雪技术领域，具体涉及一种人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法。
背景技术
冰雪产业的发展离不开人工造雪技术的创新，其中提高最常用的内混型室外造雪机的造雪效率是关键。内混型室外造雪机造雪的核心部件是喷嘴和核子器，喷嘴内流体为单液相高压冷水，核子器内流体为液相高压冷水和气相压缩空气的混合物，喷嘴喷射的流体为雾状液滴，核子器喷射的流体为雾状晶核，雾状液滴和雾状晶核发生碰撞后吸附成雪。雾状液滴和雾状晶核的喷射特性如流动速度、粒径大小、雾幕角度等影响了成雪效率，而喷嘴、核子器的内流体特性和内部结构是影响其喷射特性的决定性因素，为了开发高效雾化的喷嘴、均匀核化的核子器，首先应对喷嘴和核子器的喷射特性进行精确地定量测试。
然而，目前对人工造雪喷嘴和核子器喷射特性的评判是以实际造雪机产品的造雪量来综合判断的，即通过更换不同型号的喷嘴、核子器后的造雪量来间接分析喷射性能的优劣，更多地是经验性分析，难以获得内流体和结构特征对喷嘴、核子器的喷射特性如流动速度、粒径大小、雾幕角度、碰撞成雪等的影响，且目前尚无专门针对人工造雪领域内喷嘴和核子器喷射性能进行测试的装置和测试方法。因此，本发明提出了一种人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法。
发明内容
针对上述人工造雪领域缺少精确的喷雾和核化测试装置和测试方法，本发明的目的在于提供一种人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法，该装置由冷水储箱、补水管电磁阀、制冷循环器、供水增压泵、空压机、喷嘴、核子器、温度探针、光源、高速摄像机、相位多普勒分析仪发射装置和接受装置等组成，可对冷水储箱水量、水温、喷嘴和核子器的进水流量和压力、核子器进气流量和压力进行全自动化控制，并可对喷嘴雾化液滴和核子器雾化晶核进行可视化测量，不仅可以对比不同工况下喷嘴、核子器喷射性能，且对比不同型号喷嘴、核子器喷射性能。
为达到上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：
一种人工造雪喷雾和成核发生装置，包括冷水储箱1，自来水经冷水储箱1顶部连接的补水管流入冷水储箱1内部，补水管上设置有补水管电磁阀2；冷水储箱1内部的自来水经冷水储箱1底部连接的出水管与制冷循环器5的蒸发器进行换热，出水管上设置有冷却循环泵3和冷却泵止回阀4，被蒸发器冷却的自来水经冷水储箱1顶部连接的回水管流回冷水储箱1内部；环境空气与制冷循环器5的冷凝器进行换热；冷水储箱1设置有热电偶6，冷水储箱1设置有液位压力传感器7；冷水储箱1内部冷水经冷水储箱1底部连接的出水总管流出，出水总管上设置有供水增压泵8和供水增压泵止回阀9，供水增压泵8连接有供水增压泵变频调速器13；出水总管在供水增压泵止回阀9后分为两条支路；部分冷水增压后经第一冷水支路流入多个喷嘴12形成雾状液滴，第一冷水支路上设置有第一电动调节阀14、第一液体流量计15、第一水温传感器16和第一水压传感器17，第一水压传感器17安装于第一冷水支路最末端；另一部分冷水增压后经第二冷水支路流入多个核子器18的进水孔，第二冷水支路上设置有第二电动调节阀24、第二液体流量计25、第二水温传感器26和第二水压传感器27，第二水压传感器27安装于第二冷水支路最末端；空压机10连接有空压机变频调速器19，环境空气被空压机10压缩后进入空气过滤器11过滤杂质，压缩空气经空气支路流入多个核子器18 的进气孔，与冷水混合后形成雾状晶核，空气支路上设置有气体流量调节阀20、气体流量计21、空气温湿度传感器22和气压传感器23；
环境温湿度传感器28设置于冷水储箱1附近；在雾化液滴或雾化晶核的两侧，光源29和高速摄像机30同轴对立设置，相位多普勒分析仪发射装置31和相位多普勒分析仪接受装置32同轴对立设置，相位多普勒分析仪接受装置32与相位频率处理器33相连；温度探针34设置于喷嘴12和核子器18的出口处；中央控制器35通过信号线与补水管电磁阀2、制冷循环器5、热电偶6、液位压力传感器7、供水增压泵变频调速器13、第一电动调节阀14、第一液体流量计15、第一水温传感器16、第一水压传感器17、空压机变频调速器19、气体流量调节阀20、气体流量计21、空气温湿度传感器22、气压传感器23、第二电动调节阀24、第二液体流量计25、第二水温传感器26、第二水压传感器27、环境温湿度传感器28、温度探针34连接，现场服务器36通过信号线与相位频率处理器33、中央控制器35、显示器 37连接。
人工造雪喷雾和成核发生装置，优选地，所述冷水储箱1的1/3 高度位置设置有热电偶6，冷水储箱1的1/20高度位置设置有液位压力传感器7。
人工造雪喷雾和成核发生装置，优选地，所述制冷循环器5中的制冷剂采用冰箱冷柜制冷剂R600a、R290。
人工造雪喷雾和成核发生装置，所述光源29高速摄像机30、相位多普勒分析仪发射装置31、相位多普勒分析仪接受装置32、相位频率处理器33、温度探针34移动至不同位置的单一喷嘴或单一核子器两侧进行可视化测试。
所述的人工造雪喷雾和成核发生装置的控制方法：冷水储箱1内的水量以液位压力传感器7输出信号为目标进行控制，中央控制器 35采集压力值P，P小于设定下限值Pset-10，开启补水管电磁阀2进行补水，P大于设定上限值Pset+10，关闭补水管电磁阀2；冷水储箱1内的水温以热电偶6输出信号为目标进行控制，中央控制器35采集水箱水温值T，T大于设定上限值Tset+0.25，开启冷却循环泵3和制冷循环器5进行冷却，T小于设定下限值Tset-0.25，关闭冷却循环泵3和制冷循环器5；流入多个喷嘴12的冷水流量以第一液体流量计15输出信号为目标进行控制，流入多个喷嘴12的冷水压力以第一水压传感器17输出信号为目标进行控制，中央控制器35采集流量值和压力值，对供水增压泵变频调速器13的频率与第一电动调节阀14 的开度进行耦合调节；流入多个核子器18的压缩空气流量以气体流量计21输出信号为目标进行控制，流入多个核子器18的气体压力以气压传感器23输出信号为目标进行控制，中央控制器35采集流量值和压力值，对空压机变频调速器19的频率与气体流量调节阀20的开度进行耦合调节；流入多个核子器18的冷水流量以第二液体流量计 25输出信号为目标进行控制，流入多个核子器18的冷水压力以第二水压传感器27输出信号为目标进行控制，中央控制器35采集流量值和压力值，对供水增压泵变频调速器13的频率与第二电动调节阀34 的开度进行耦合调节。
人工造雪喷雾和成核发生装置的控制方法：优先地，Pset的取值范围为490pa～1960pa，Tset的取值范围为0.5℃～10℃。
人工造雪喷雾和成核发生装置的测试方法：初次启动前所有设备均关闭，仅测试喷嘴喷雾或核子器成核特性时，按时间顺序包括以下步骤：
1)环境温湿度调节至目标值；
2)开启补水管电磁阀2，冷水储箱1水量补至目标值，关闭补水管电磁阀2；
3)开启冷却循环泵3和制冷循环器5，冷水储箱1水温冷却至目标值，关闭制冷循环器5；
4)在冷水储箱1中加入活性添加剂，冷却循环泵3运行5～10min 后关闭；
5)开启第一电动调节阀14、供水增压泵8和供水增压泵变频调速器13，冷水流量和压力调节至目标值，保持第一电动调节阀14开度和供水增压泵变频调速器13频率不再动作；
6)移动光源29、高速摄像机30、相位多普勒分析仪发射装置 31、相位多普勒分析仪接受装置32、相位频率处理器33、温度探针 34对多个喷嘴12的雾状液滴进行测试；
7)测试完毕后，开启第二电动调节阀24，关闭第一电动调节阀 14，冷水流量和压力调节至目标值，保持第二电动调节阀24开度和供水增压泵变频调速器13频率不再动作；
8)开启空压机10、气体流量调节阀20和空压机变频调速器19，压缩空气流量和压力调节至目标值，保持气体流量调节阀20开度和空压机变频调速器19频率不再动作；
9)移动可光源29、高速摄像机30、相位多普勒分析仪发射装置 31、相位多普勒分析仪接受装置32、相位频率处理器33、温度探针 34对多个核子器18的雾状晶核进行测试；
10)测试完毕后，优先关闭供水增压泵8和空压机10，再关闭其他设备。
人工造雪喷雾和成核发生装置的测试方法：从喷嘴12和核子器 18的喷射口位置开始，测试点为3～5个，可视化测试点间距为最大喷射射程S的1/2、1/3或1/4，每个测试点重复性测试三次。
人工造雪喷雾和成核发生装置的测试方法：同一时刻同时测试喷嘴喷雾和核子器核化时，多个喷嘴12和多个核子器18对立设置，同时开启供水增压泵8和空压机10，使得多个喷嘴12的喷雾幕和多个核子器18的喷雾幕重合，移动光源29、高速摄像机30、相位多普勒分析仪发射装置31、相位多普勒分析仪接受装置32、相位频率处理器33、温度探针34测试重合部分的流体特性。
和现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、可以在室内完全模拟出实际人工造雪过程的喷雾、成核及成雪过程，相比较直接采用造雪机产品，该装置更为结构简单、成本更低；
2、冷水储箱水量、冷水储箱水温、喷嘴和核子器进水流量和压力、核子器进气流量和压力的全自动化控制，调控精度更高，且有利于降低人工操作成本，提高测试效率；
3、可以测试环境温度、环境湿度、冷水温度、冷水流量、冷水压力等对同一结构喷嘴喷射性能的影响，也可以测试不同结构特征喷嘴的雾化喷射性能；
4、可以测试环境温度、环境湿度、冷水温度、冷水流量、冷水流量、压缩空气流量、压缩空气压力、气液混合比等对同一结构核子器喷射性能的影响，也可以测试不同结构特征核子器的核化喷射性能；
5、可以可视化地测试流动速度、粒径大小、雾幕角度、颗粒温度，对喷嘴和核子器性能进行定量化分析。
附图说明
图1为本发明所述的人工造雪喷雾和成核发生装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
一种人工造雪喷雾和成核发生装置，包括冷水储箱1，自来水经冷水储箱1顶部右侧连接的补水管流入冷水储箱1内部，补水管上设置有补水管电磁阀2；冷水储箱1内部的自来水经冷水储箱1底部左侧连接的出水管与制冷循环器5的蒸发器进行换热，出水管上设置有冷却循环泵3和冷却泵止回阀4，被蒸发器冷却的自来水经冷水储箱 1顶部左侧连接的回水管流回冷水储箱1内部；环境空气与制冷循环器5的冷凝器进行换热，制冷循环器5采用制冷剂R600a；冷水储箱 1的1/3高度位置设置有热电偶6，冷水储箱1的1/20高度位置设置有液位压力传感器7；冷水储箱1内部冷水经冷水储箱1内部底部右侧连接的出水总管流出，出水总管上设置有供水增压泵8和供水增压泵止回阀9，供水增压泵8连接有供水增压泵变频调速器13；出水总管在供水增压泵止回阀9后分为两条支路；部分冷水增压后经第一冷水支路流入多个喷嘴12形成雾状液滴，第一冷水支路上设置有第一电动调节阀14、第一液体流量计15、第一水温传感器16和第一水压传感器17，第一水压传感器17安装于第一冷水支路最末端；另一部分冷水增压后经第二冷水支路流入多个核子器18的进水孔，第二冷水支路上设置有第二电动调节阀24、第二液体流量计25、第二水温传感器26和第二水压传感器27，第二水压传感器27安装于第二冷水支路最末端；空压机10连接有空压机变频调速器19，环境空气被空压机10压缩后进入空气过滤器11过滤杂质，压缩空气经空气支路流入多个核子器18的进气孔，与冷水混合后形成雾状晶核，空气支路上设置有气体流量调节阀20、气体流量计21、空气温湿度传感器 22和气压传感器23；
环境温湿度传感器28设置于冷水储箱1附近；在雾化液滴或雾化晶核的两侧，光源29和高速摄像机30同轴对立设置，相位多普勒分析仪发射装置31和相位多普勒分析仪接受装置32同轴对立设置，相位多普勒分析仪接受装置32与相位频率处理器33相连；温度探针34设置于喷嘴12和核子器18的出口处；中央控制器35通过信号线与补水管电磁阀2、制冷循环器5、热电偶6、液位压力传感器7、供水增压泵变频调速器13、第一电动调节阀14、第一液体流量计15、第一水温传感器16、第一水压传感器17、空压机变频调速器19、气体流量调节阀20、气体流量计21、空气温湿度传感器22、气压传感器23、第二电动调节阀24、第二液体流量计25、第二水温传感器26、第二水压传感器27、环境温湿度传感器28、温度探针34连接，现场服务器36通过信号线与相位频率处理器33、中央控制器35、显示器 37连接。
将所提人工造雪喷雾和成核发生装置集成安装于一个可移动式不锈钢台架上，3个喷嘴和3个核子器对立设置，移动至恒温恒湿环境室中。测试步骤如下：
1)环境室温度设定为-5℃,相对湿度设定为65％，等待环境温湿度达到设定值；
2)当环境温湿度达到设定值时，开启补水管电磁阀2，补水至冷水储箱1高度的80％，关闭补水管电磁阀2；
3)开启冷却循环泵4和制冷循环器5，将冷水储箱1内的温度设定为3.5℃，自来水温度为20℃，当水温下降到3.5℃时，关闭制冷循环5；
4)往冷水储箱1内加入市面上常见的造雪活性剂，冷却循环泵 4运行5min，关闭冷却循环泵4；
5)优先开启第一电动调节阀14，再开启供水增压泵8和供水增压泵变频调速器13，将冷水流量设定为0.1m3/h、压力设定为40bar；
6)中央控制器36将冷水流量和压力调节至设定值时，移动可光源29、高速摄像机30、相位多普勒分析仪发射装置31、相位多普勒分析仪接受装置32、相位频率处理器33、温度探针34移动至第一个喷嘴喷射射程的0、1/3、2/3和1位置，测试温度，打开光源，拍摄流体流动轨迹，开启相位多普勒发射器和接收器，测试雾滴粒径大小；
7)按步骤6)，依次测试第二、三个喷嘴的喷射性能；
8)喷嘴测试完毕后，开启第二电动调节阀25，关闭第一电动调节阀14，将冷水流量设定为0.1m3/h、压力设定为40bar；
9)开启气体流量调节阀20、空压机10和空压机变频调速器24，将压缩空气流量设定为0.2m3/h、压力设定为6bar；
10)中央控制器36将冷水和压缩空气流量和压力调节至设定值时，移动可光源29、高速摄像机30、相位多普勒分析仪发射装置31、相位多普勒分析仪接受装置32、相位频率处理器33、温度探针34移动至第一个核子器喷射射程的0、1/3、2/3和1位置，测试温度，打开光源，拍摄流体流动轨迹，开启相位多普勒发射器和接收器，测试晶核粒径大小；
11)按步骤10)，依次测试第二、三个核子器的喷射性能；
12)测试完喷嘴和核子器后，开启第一电动调节阀14，中央控制器36将进入喷嘴的冷水流量设定为0.1m3/h、压力设定为40bar，将进入核子器的冷水流量设定为0.1m3/h、压力设定为40bar，将进入核子器的压缩空气流量设定为0.2m3/h、压力设定为6bar；
13)移动可光源29、高速摄像机30、相位多普勒分析仪发射装置31、相位多普勒分析仪接受装置32、相位频率处理器33、温度探针34移动至第一个喷嘴和核子器雾幕重合区的中心位置，测试温度，打开光源，拍摄流体流动轨迹，开启相位多普勒发射器和接收器，测试晶核粒径大小；
14)单次测试完毕，在现场服务器中处理测试数据；
15)可调节环境温度、环境湿度、冷水温度、冷水流量、冷水压力、压缩空气流量、压缩空气压力重复步骤1)～12)；
16)可更换不同型号的喷嘴和核子器重复步骤1)～12)。

Claims (9)

1.一种人工造雪喷雾和成核发生装置，其特征在于，包括冷水储箱(1)，自来水经冷水储箱(1)顶部连接的补水管流入冷水储箱(1)内部，补水管上设置有补水管电磁阀(2)；冷水储箱(1)内部的自来水经冷水储箱(1)底部连接的出水管与制冷循环器(5)的蒸发器进行换热，出水管上设置有冷却循环泵(3)和冷却泵止回阀(4)，被蒸发器冷却的自来水经冷水储箱(1)顶部连接的回水管流回冷水储箱(1)内部；环境空气与制冷循环器(5)的冷凝器进行换热；冷水储箱(1)设置有热电偶(6)，冷水储箱(1)设置有液位压力传感器(7)；冷水储箱(1)内部冷水经冷水储箱(1)底部连接的出水总管流出，出水总管上设置有供水增压泵(8)和供水增压泵止回阀(9)，供水增压泵(8)连接有供水增压泵变频调速器(13)；出水总管在供水增压泵止回阀(9)后分为两条支路；一部分冷水增压后经第一冷水支路流入多个喷嘴(12)形成雾状液滴，第一冷水支路上设置有第一电动调节阀(14)、第一液体流量计(15)、第一水温传感器(16)和第一水压传感器(17)，第一水压传感器(17)安装于第一冷水支路最末端；另一部分冷水增压后经第二冷水支路流入多个核子器(18)的进水孔，第二冷水支路上设置有第二电动调节阀(24)、第二液体流量计(25)、第二水温传感器(26)和第二水压传感器(27)，第二水压传感器(27)安装于第二冷水支路最末端；空压机(10)连接有空压机变频调速器(19)，环境空气被空压机(10)压缩后进入空气过滤器(11)过滤杂质，压缩空气经空气支路流入多个核子器(18)的进气孔，与冷水混合后形成雾状晶核，空气支路上设置有气体流量调节阀(20)、气体流量计(21)、空气温湿度传感器(22)和气压传感器(23)；
环境温湿度传感器(28)设置于冷水储箱(1)附近；在雾化液滴或雾化晶核的两侧，光源(29)和高速摄像机(30)同轴对立设置，相位多普勒分析仪发射装置(31)和相位多普勒分析仪接受装置(32)同轴对立设置，相位多普勒分析仪接受装置(32)与相位频率处理器(33)相连；温度探针(34)设置于喷嘴(12)和核子器(18)的出口处；中央控制器(35)通过信号线与补水管电磁阀(2)、制冷循环器(5)、热电偶(6)、液位压力传感器(7)、供水增压泵变频调速器(13)、第一电动调节阀(14)、第一液体流量计(15)、第一水温传感器(16)、第一水压传感器(17)、空压机变频调速器(19)、气体流量调节阀(20)、气体流量计(21)、空气温湿度传感器(22)、气压传感器(23)、第二电动调节阀(24)、第二液体流量计(25)、第二水温传感器(26)、第二水压传感器(27)、环境温湿度传感器(28)、温度探针(34)连接，现场服务器(36)通过信号线与相位频率处理器(33)、中央控制器(35)、显示器(37)连接。
2.根据权利要求1所述的人工造雪喷雾和成核发生装置，其特征在于，所述冷水储箱(1)的1/3高度位置设置有热电偶(6)，冷水储箱(1)的1/20高度位置设置有液位压力传感器(7)。
3.根据权利要求1所述的人工造雪喷雾和成核发生装置，其特征在于，所述制冷循环器(5)中的制冷剂采用冰箱冷柜制冷剂R600a、R290。
4.根据权利要求1所述的人工造雪喷雾和成核发生装置，其特征在于，所述光源(29)、高速摄像机(30)、相位多普勒分析仪发射装置(31)、相位多普勒分析仪接受装置(32)、相位频率处理器(33)和温度探针(34)移动至不同位置的单一喷嘴或单一核子器两侧进行可视化测试。
5.权利要求1至4任一项所述的人工造雪喷雾和成核发生装置的控制方法，其特征在于，所述冷水储箱(1)内的水量以液位压力传感器(7)输出信号为目标进行控制，中央控制器(35)采集压力值P，P小于设定下限值Pset-10，开启补水管电磁阀(2)进行补水，P大于设定上限值Pset+10，关闭补水管电磁阀(2)；所述冷水储箱(1)内的水温以热电偶(6)输出信号为目标进行控制，中央控制器(35)采集水箱水温值T，T大于设定上限值Tset+0.25，开启冷却循环泵(3)和制冷循环器(5)进行冷却，T小于设定下限值Tset-0.25，关闭冷却循环泵(3)和制冷循环器(5)；流入多个喷嘴(12)的冷水流量以第一液体流量计(15)输出信号为目标进行控制，流入多个喷嘴(12)的冷水压力以第一水压传感器(17)输出信号为目标进行控制，中央控制器(35)采集流量值和压力值，对供水增压泵变频调速器(13)的频率与第一电动调节阀(14)的开度进行耦合调节；流入多个核子器(18)的压缩空气流量以气体流量计(21)输出信号为目标进行控制，流入多个核子器(18)的气体压力以气压传感器(23)输出信号为目标进行控制，中央控制器(35)采集流量值和压力值，对空压机变频调速器(19)的频率与气体流量调节阀(20)的开度进行耦合调节；所述流入多个核子器(18)的冷水流量以第二液体流量计(25)输出信号为目标进行控制，流入多个核子器(18)的冷水压力以第二水压传感器(27)输出信号为目标进行控制，中央控制器(35)采集流量值和压力值，对供水增压泵变频调速器(13)的频率与第二电动调节阀(34)的开度进行耦合调节。
6.根据权利要求5所述的人工造雪喷雾和成核发生装置的控制方法，其特征在于，Pset的取值范围为490pa～1960pa，Tset的取值范围为0.5℃～10℃。
7.权利要求1至4任一项所述的人工造雪喷雾和成核发生装置的测试方法，其特征在于，初次启动前所有设备均关闭，仅测试喷嘴喷雾或核子器成核特性时，按时间顺序包括以下步骤：
1)环境温湿度调节至目标值；
2)开启补水管电磁阀(2)，冷水储箱(1)水量补至目标值，关闭补水管电磁阀(2)；
3)开启冷却循环泵(3)和制冷循环器(5)，冷水储箱(1)水温冷却至目标值，关闭制冷循环器(5)；
4)在冷水储箱(1)中加入活性添加剂，冷却循环泵(3)运行5～10min后关闭；
5)开启第一电动调节阀(14)、供水增压泵(8)和供水增压泵变频调速器(13)，冷水流量和压力调节至目标值，保持第一电动调节阀(14)开度和供水增压泵变频调速器(13)频率不再动作；
6)移动光源(29)、高速摄像机(30)、相位多普勒分析仪发射装置(31)、相位多普勒分析仪接受装置(32)、相位频率处理器(33)、温度探针(34)对多个喷嘴(12)的雾状液滴进行测试；
7)测试完毕后，开启第二电动调节阀(24)，关闭第一电动调节阀(14)，冷水流量和压力调节至目标值，保持第二电动调节阀(24)开度和供水增压泵变频调速器(13)频率不再动作；
8)开启空压机(10)、气体流量调节阀(20)和空压机变频调速器(19)，压缩空气流量和压力调节至目标值，保持气体流量调节阀(20)开度和空压机变频调速器(19)频率不再动作；
9)移动可光源(29)、高速摄像机(30)、相位多普勒分析仪发射装置(31)、相位多普勒分析仪接受装置(32)、相位频率处理器(33)、温度探针(34)对多个核子器(18)的雾状晶核进行测试；
10)测试完毕后，优先关闭供水增压泵(8)和空压机(10)，再关闭其他设备。
8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，从喷嘴(12)和核子器(18)的喷射口位置开始，测试点为3～5个，可视化测试点间距为最大喷射射程S的1/2、1/3或1/4，每个测试点重复性测试三次。
9.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，同一时刻同时测试喷嘴喷雾和核子器核化时，所述多个喷嘴(12)和多个核子器(18)对立设置，同时开启供水增压泵(8)和空压机(10)，使得多个喷嘴(12)的喷雾幕和多个核子器(18)的喷雾幕重合，移动光源(29)、高速摄像机(30)、相位多普勒分析仪发射装置(31)、相位多普勒分析仪接受装置(32)、相位频率处理器(33)、温度探针(34)测试重合部分的流体特性。
CN202110138696.4A 2021-02-01 2021-02-01 人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法 Active CN113008585B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110138696.4A CN113008585B (zh) 2021-02-01 2021-02-01 人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110138696.4A CN113008585B (zh) 2021-02-01 2021-02-01 人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113008585A true CN113008585A (zh) 2021-06-22
CN113008585B CN113008585B (zh) 2022-04-05

Family

ID=76384735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110138696.4A Active CN113008585B (zh) 2021-02-01 2021-02-01 人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113008585B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113883769A (zh) * 2021-09-18 2022-01-04 西安交通大学 一种应用超声波凝固槽的造雪系统及控制方法
CN115031459A (zh) * 2022-07-26 2022-09-09 西安交通大学 一种可调节碰撞位置的造雪机及控制方法
CN115218574A (zh) * 2022-07-26 2022-10-21 西安交通大学 一种气液供应模式可切换的造雪机及控制方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005013140A1 (de) * 2005-03-22 2006-09-28 Messer Austria Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines kalten Gasstroms
CN101965493A (zh) * 2007-12-14 2011-02-02 巴彻勒托普特拉克股份公司 制造冰核和人造雪的机构、机构的用途、装置、喷雪枪和方法
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
CN102853605A (zh) * 2012-10-18 2013-01-02 牡丹江雪城机械制造有限责任公司 核子器喷嘴数量可调的造雪机
CN105797890A (zh) * 2016-05-06 2016-07-27 武汉航空仪表有限责任公司 一种用于结冰模拟设备的喷雾装置
CN206177562U (zh) * 2016-09-29 2017-05-17 唐山市德龙钢铁有限公司 一种气雾喷嘴流量特性测试系统
CN207113336U (zh) * 2017-08-15 2018-03-16 优科特气技术（北京）有限公司 一种利用液氮人工造雪的系统
CN107906658A (zh) * 2017-12-11 2018-04-13 天津航天瑞莱科技有限公司 一种实验室用高压喷雾系统
KR102032302B1 (ko) * 2019-03-14 2019-10-15 김영수 차아염소산수를 이용한 나노 포그 분무시스템
CN209858383U (zh) * 2018-12-29 2019-12-27 湖南科技大学 一种可调水温的喷嘴雾化粒径实验装置
CN111795911A (zh) * 2020-08-07 2020-10-20 中国矿业大学(北京) 不同雾化液滴粒径测试装置和方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005013140A1 (de) * 2005-03-22 2006-09-28 Messer Austria Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines kalten Gasstroms
CN101965493A (zh) * 2007-12-14 2011-02-02 巴彻勒托普特拉克股份公司 制造冰核和人造雪的机构、机构的用途、装置、喷雪枪和方法
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
CN102853605A (zh) * 2012-10-18 2013-01-02 牡丹江雪城机械制造有限责任公司 核子器喷嘴数量可调的造雪机
CN105797890A (zh) * 2016-05-06 2016-07-27 武汉航空仪表有限责任公司 一种用于结冰模拟设备的喷雾装置
CN206177562U (zh) * 2016-09-29 2017-05-17 唐山市德龙钢铁有限公司 一种气雾喷嘴流量特性测试系统
CN207113336U (zh) * 2017-08-15 2018-03-16 优科特气技术（北京）有限公司 一种利用液氮人工造雪的系统
CN107906658A (zh) * 2017-12-11 2018-04-13 天津航天瑞莱科技有限公司 一种实验室用高压喷雾系统
CN209858383U (zh) * 2018-12-29 2019-12-27 湖南科技大学 一种可调水温的喷嘴雾化粒径实验装置
KR102032302B1 (ko) * 2019-03-14 2019-10-15 김영수 차아염소산수를 이용한 나노 포그 분무시스템
CN111795911A (zh) * 2020-08-07 2020-10-20 中国矿业大学(北京) 不同雾化液滴粒径测试装置和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘道平等: "雪晶形成过程与人工造雪机技术", 《制冷与空调》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113883769A (zh) * 2021-09-18 2022-01-04 西安交通大学 一种应用超声波凝固槽的造雪系统及控制方法
CN115031459A (zh) * 2022-07-26 2022-09-09 西安交通大学 一种可调节碰撞位置的造雪机及控制方法
CN115218574A (zh) * 2022-07-26 2022-10-21 西安交通大学 一种气液供应模式可切换的造雪机及控制方法
CN115031459B (zh) * 2022-07-26 2023-04-18 西安交通大学 一种可调节碰撞位置的造雪机及控制方法
CN115218574B (zh) * 2022-07-26 2023-10-31 西安交通大学 一种气液供应模式可切换的造雪机及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113008585B (zh) 2022-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113008585B (zh) 人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法
CN102879278B (zh) 一种高低温动态冷热循环热力学试验系统
CN109444997B (zh) 一种综合气象观测环境模拟装置
CN103471804B (zh) 控制水雾均匀性的方法和装置
CN105891206B (zh) 一种可控的过冷液滴连续撞击微观观测系统
CN104741155A (zh) 一种带冰风洞的气候人工模拟室
US20080148751A1 (en) Method of controlling multiple refrigeration devices
CN202453310U (zh) 溶液雾化闪蒸实验测试装置
CN112432279B (zh) 大型结冰风洞洞体回路等温等压加湿控制系统及控制方法
CN101537318B (zh) 一种制备气体水合物的喷射式反应器
Baumert et al. Simulating natural ice crystal cloud conditions for icing wind tunnel experiments-A review on the design, commissioning and calibration of the TU Braunschweig ice crystal generation system
CN204620012U (zh) 一种带冰风洞的气候人工模拟室
CN112923623B (zh) 一种高造雪率造雪机及其控制方法与工作方法
CN110793798B (zh) 制冷系统滞油特性综合测试装置及其测试方法
KR20120062300A (ko) 가스터빈 엔진의 고공환경 시험을 위한 냉각 장치 및 냉각 튜브
CN107271335B (zh) 适用于海洋温差发电系统降膜蒸发器的喷雾撞壁实验装置
RU2432559C1 (ru) Аэрохолодильная установка для исследования процессов обледенения объектов
CN103487267B (zh) 空调系统测试装置
CN101165440A (zh) 新型含冰晶颗粒气体生成装置
CN104504252B (zh) 一种跨临界co2制冷循环中喷射器的扩压室效率的评价方法
CN210892291U (zh) 一种模拟冰雪试验装置
CN114251887B (zh) 一种造雪机及其在飞机测试中的应用
CN203572666U (zh) 一种冷链冷藏设备试验系统
JP2019086162A (ja) 降雪装置
RU202145U1 (ru) Аэрохолодильная установка для исследования капельного, кристаллического и смешанного обледенения

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant