CN116448376A - 一种结冰风洞用的喷雾供气系统及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

一种结冰风洞用的喷雾供气系统及调节方法

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

为为了解决现有技术中喷嘴雾化效果不好的技术问题，本发明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：

本发明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。

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。

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。

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。

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。

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。

进一步的是，所述第四控制阀为气动球阀。

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。

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。

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。

本发明的有益效果是：

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，能使各耙内供气支路首端和末端的气体流量基本保持一致，降低耙内供气支路手端和末端附近的气体流量差，进而降低耙内供气支路首端和末端的温度差，进而提高了喷雾均匀性。

其次，本申请还包括排气旁路，排气旁路的进气端和供气支路的出气端是连通的，但排气旁路的出气端与供气单元外部连通。本申请可以通过调节排气旁路气体流量的方式间接调节耙内供气管路也即耙内供气支路的气体流量。在相关技术中排气旁路的出口端还与供气主路是连通的，在供气主路和排气旁路上均设置有控制阀，供气主路大调节阀用于大流量下的快速开度预置和压力粗调，旁路小调节阀用于压力精确控制。与现有技术相比，本申请排气旁路的设置方式，其结构更加简单，调节更加方便，不用在供气主路上设置调节阀即可实现对耙内供气管路气体流量的调节。

再次，本申请设置第一温度传感器和第二温度传感器，通过第一温度传感器测量进入耙内供气支路前的气体温度，通过第二温度传感器测量耙内供气支路排出气体的温度。这样的结构设计能实时检测耙内供气支路前后温度，为第二控制阀和第三控制阀调节提供准确参考。在相关技术中第一温度传感器设置在供气主路上，第二温度传感器设置在耙内供气支路上，且位于各排气口之前，这样的结构测量的是供气主路到耙内供气支路排气口之前的温度差异，它不能测量到耙内供气支路末端的温度变化，不能反馈耙内供气支路首末两端的温度差异，没有将耙内供气支路首末两端温度差异对雾化效果影响考虑在内。

附图说明

图1是本发明一种结冰风洞用的喷雾供气系统结构示意图。

图中：1、供气主路；2、耙内供气管路；21、耙内供气支路；22、耙内进气管；23、耙内出气管；3、排气旁路；4、第二控制阀；5、第三控制阀；6、第一温度传感器；7、第二温度传感器；8、排气主路；9、第四控制阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步具体说明，以便对本发明的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的了解。但是，需要说明的是，对这些实施方式的说明是示意性的，并不构成对本发明的具体限定。

请参见李树成．结冰风洞喷雾系统控制方法研究［J］．实验流体力学，2007，316：93－99．如这篇文章中94页图一所示，现有技术的喷雾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，但实际使用时喷嘴雾化效果不好。

本申请的申请人研究发现，现有技术中装有喷嘴的每个子管道末端均是盲端，这样的设计会使每个子管道最末尾喷嘴附近的气体流量最小，导致子管道首尾气体流量差较大，进而导致每个子管道首尾温度差异较大，进而使得喷雾均匀性不佳。

现有技术还有一个缺点是：为实现大/小粒径水滴云雾的产生，需要在喷雾系统内配置两套或两套以上供气装置，满足两类喷嘴雾化的需求。以设置两套供气装置举例，由于两类喷嘴是间隔布置的，在只需要粒径云雾环境的工况时，大粒径喷雾供气打开会对小粒径的雾化范围产生影响，需要将喷雾耙内大粒径供气支路电磁阀关闭，此时大粒径管道供气必须停止，大粒径管道供气气体无法流动，整个管道是低温状态，再次更换为大粒径云雾工况时，此供气管道温度无法快速满足试验需求，影响试验效率。且当大粒径管道供气关闭时，喷雾耙传感器、喷嘴等部件具有被冻结的风险。

综上所述，现有技术存在两个技术问题：1.每个子管道上气体流量不均导致雾化效果不好；2.传统方案切换大/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。

为解决每个子管道上首尾气体流量不均匀导致雾化效果不好这一技术问题，本申请通过如下结构实现：

如图1所示，本申请包括至少一组供气单元，其可以是一组、两组、三组等均可，在本申请中不做限定。当设置多组供气单元时，每组供气单元对应能喷出不同粒径的喷嘴，在供水系统的作用下，即可实现不同粒径水滴云雾的切换。

本申请中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。

所述供气主路1用于整个供气单元的进气；所述耙内供气管路2连接喷嘴实现气体从喷嘴喷出；所述排气旁路3用于调节耙内供气管路2内气体流量。

具体的是，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；进而实现从供气主路1进气口进入的气体进入到排气旁路3和耙内进气管22中。

耙内供气支路21的进气口与耙内进气管22的出气口连通，耙内供气支路21的出气口与耙内出气管23的进气口连通，进而实现进入耙内进气管22的气体进入到各个耙内供气支路21中，然后从耙内出气管23排出。

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。进而实现耙内供气支路21中的部分气体从各个排气口排出，实现喷嘴雾化功能。公知的是，排气口排出的气体进入喷嘴中，然后通过喷嘴喷出，喷嘴在水气共同输入的条件下实现喷雾。

本申请在所述排气旁路3上设置有能控制排气旁路出气流量的第二控制阀4。在耙内出气管23出气端设置有能控制耙内出气管23出气流量的第三控制阀5。由于排气旁路3的进气口和耙内进气管22的进气口均与供气主路的进气口连通，因此可以通过调节第二控制阀4的开度间接调节耙内供气管路2的气体流量，再配合第三控制阀5的作用下调节耙内供气支路21中的气体压力。

本申请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。通过第一温度传感器6测量进入耙内供气支路21前的气体温度，通过第二温度传感器7测量耙内供气支路21排出气体的温度。

使用时，供气主路1的进气口用于连通气源实现整个供气单元的进气，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。

首先，如上结构所述，本申请耙内供气管路2包括耙内出气管23，进入耙内供气支路21的气体不仅可以从耙内供气支路21上各个排气孔排出，还可以通过耙内出气管23的出气口排出。这样结构设计，能使耙内供气支路21末端的气体流量保持在较大值，降低耙内供气支路21首末两端温度差异，进而保证喷雾均匀性。

其次，请参见图1，本申请还包括排气旁路3，排气旁路3的进气端和供气主路1的出气端是连通的，但排气旁路3的出气端与供气单元外部连通。本申请可以通过调节排气旁路3气体流量的方式间接调节耙内供气管路2也即耙内供气支路21的气体流量。在相关技术中排气旁路的出口端还与供气主路是连通的，在供气主路和排气旁路上均设置有控制阀，供气主路大调节阀用于大流量下的快速开度预置和压力粗调，旁路小调节阀用于压力精确控制。与现有技术相比，本申请排气旁路3的设置方式，其结构更加简单，调节更加方便，不用在供气主路上设置调节阀即可实现对耙内供气管路2气体流量的调节。

再次，本申请设置第一温度传感器6和第二温度传感器7，通过第一温度传感器6测量进入耙内供气支路21前的气体温度，通过第二温度传感器7测量耙内供气支路21排出气体的温度。这样的结构设计能实时检测耙内供气支路21前后温度，为第二控制阀4和第三控制阀5的调节提供准确参考。在现有技术中第一温度传感器设置在供气主路上，第二温度传感器设置在耙内供气支路上，且位于各排气口之前，这样的结构测量的是供气主路到耙内供气支路排气口之前的温度差异，它不能测量到耙内供气支路末端的温度变化，不能反馈耙内供气支路首末两端的温度差异，没有将耙内供气支路首末两端温度差异对雾化效果影响考虑在内。

综上所述，本申请在排气旁路3、耙内出气管23、第一温度传感器6和第二温度传感器7、第二控制阀4、第三控制阀5等结构的配合作用下，能实现良好的雾化效果。

在本申请中，所述供气主路1是气体进入的通道，优选的是，在所述供气主路1上设置有单向控制装置，该单向供气装置使供气主路1内气体仅朝耙内进气管22单向流动，防止气体回流。单向控制装置可以是单向阀、止回阀等。

耙内供气支路21上设置有多个排气口，排气口上设置有控制其开闭的第一控制阀。第一控制阀可以是手动控制开关的阀门，也可以是机动控制开关的阀门，例如电磁阀、气动阀等，容易理解的是供气单元中排气口是非常多的，手动控制第一控制阀开或关，操作复杂繁琐，消耗时间长；本申请中，优选的是采用机动控制第一控制阀开或关，具体的是，第一控制阀选用电磁阀，能快速实现喷雾的启停，便于实现自动化控制。

本申请并不限定供气单元的数量，其可以是一组或者多组。当设置多组时，优选的是，本申请还包括排气主路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。这样的结构设计，有利于收集和运输各供气单元通过耙内出气管23排出的气体。

为了解决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，本申请通过以下结构来实现：

本申请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。第三控制阀5和第四控制阀9的配合作用下，可以实现如下功能：当仅需其中一组或多组供气单元供气时，打开所有供气单元的第三控制阀5和第二控制阀4，关闭排气主路8上的第四控制阀9和未使用供气单元上的第一控制阀。这样可以使正在运行使用的供气单元从耙内出气管23排出的气体，通过排气主路8依次流进未运行使用的供气单元的耙内出气管23、未运行使用供气单元的各耙内供气支路21、未运行使用供气单元的耙内进气管22、未运行使用供气单元的排气旁路3，最后从各个未运行使用供气单元排气旁路3的出气口流出。这样的结构设计能保证未运行使用的供气单元管路在不影响雾化效果的基础上，仍然有热气体流动，保证了所有供气单元的管道均是非低温状态，避免了管道冻结，当需切换不同粒径喷雾时能快速满足试验的需求，提高试验的效率。

进一步的是，本申请排气主路8的进气口也与所述排气旁路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。便于将排气旁路3排出气体和耙内出气管23排出的气体一起汇聚，便于传输、收集等操作。

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，是为了保证当使用其中一组或多组供气单元时，回流进未使用供气单元的气体能顺利通过排气旁路3排出。

在本申请实施例中，所述第四控制阀9为气动球阀，自动球阀具有结构简单，体积小，重量轻等优点。

以下介绍本申请所提供一种结冰风洞用喷雾供气系统的调节方法：

方法一

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，详细步骤如下：

首先，S10，根据试验要求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；

然后，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；

接着，S30，开启该组供气单元供气主路1的气源，使气体进入该组供气单元；

接着，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；

接着，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；

接着，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4的开度，进而调节该组供气单元气体流经耙内供气管路2的流量，调节第三控制阀5的开度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，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的温度差，直至温度差满足实验要求。

S200，重复上述步骤调节所有需供气单元满足喷雾实验条件。

应当理解的是，当按照方法一的步骤调节供气系统时，若供气系统上有排气主路8和第四控制阀9时，在步骤S20中需将排气主路上的第四控制阀9打开，关闭未使用供气单元上的第三控制阀5。该方法适用于不需考虑未使用供气单元冻结、大/小粒径水滴云雾时响应慢等情况。

方法二

当设置有多组供气单元，并设置有排气主路8、第四控制阀9和第三控制阀5，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，具体如下：

首先，S10，根据试验要求设置该组供气单元耙内供气管路2进气口的目标温度值和耙内供气支路21的目标压力值；

然后，S20，开启所有供气单元的第二控制阀4和第三控制阀5，开启该组供气单元耙内供气支路21排气口上的第一控制阀，关闭排气主路8上的第四控制阀9，关闭未供气单元耙内供气支路21排气口上的第一控制阀；

接着，S30，开启该组供气单元供气主路1的气源；

接着，S40，使该组供气单元第一温度传感器6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21的压力值稳定在目标压力值附近；

接着，S50，获取该组供气单元的第一温度传感器6和第二温度传感器7的温度值；

接着，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S60；

S70，调节该组供气单元第二控制阀4的开度，进而调节该组供气单元气体流经耙内供气管路2的流量，调节第三控制阀5的开度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，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的温度差，直至温度差满足实验要求。

S200，重复上述步骤调节所有需供气单元满足喷雾实验条件。

通过上述方法，能实现未运行使用的供气单元管路在不影响雾化效果的基础上，仍然有热气体流动，保证了所有供气单元的管道均是非低温状态，避免了管道冻结，当需切换不同粒径喷雾时能快速满足试验的需求，提高实现的效率。

方法三

当设置有多组供气单元、排气主路8、第四控制阀9和第三控制阀5，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，具体如下：

首先，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；

接着，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，开启排气主路8上的第四控制阀9；

接着，S30，开启该组供气单元供气主路1的气源；

接着，S40，使该供气单元第一温度传感器6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21的压力值稳定在目标压力值附近；

接着，S50，获取该供气单元的温度传感器和第二温度传感器7的温度值；

接着，S60，判断第一温度传感器6和第二温度传感器7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4的开度，进而调节气体流经该组供气单元上耙内供气管路2的流量，调节第三控制阀5的开度使耙内供气支路21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6和第二温度传感器7的温度差，直至温度差满足实验要求。

S200，重复上述步骤调节所有供气单元满足喷雾实验条件。

对于上述三种调节方法，在实际使用进行步骤S20时，第二控制阀4和第三控制阀5的开度通常是调节至100%，当温度差不满足实验要求时，通过逐渐减小第三控制阀5的开度来增加耙内供气管路2中的气体流量，接着闭环控制第三控制阀5使耙内供气支路21的压力值稳定在目标压力值附近。

如图1所示，在本申请实施例中，本申请设置了两组供气单元，它们共用一条排气主路8，排气主路8上设置有第四控制阀9，在两个供气单元上均设置有第三控制阀5。通过如图1所示的实施例，能实现两种不同粒径的喷雾效果，即风洞实验中常用的大粒径喷雾和小粒径喷雾。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

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）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（4）的开度，进而调节该组供气单元气体流经耙内供气管路（2）的流量，调节第三控制阀（5）的开度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，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。

9.一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5至7中任一项所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（2） 进气口的目标温度值和耙内供气支路（21）的目标压力值；

S20，开启所有供气单元的第二控制阀（4）和第三控制阀（5），开启该组供气单元耙内供气支路（21）排气口上的第一控制阀，关闭排气主路（8）上的第四控制阀（9），关闭未供气单元耙内供气支路（21）排气口上的第一控制阀；

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）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（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）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（4）的开度，进而调节该组供气单元气体流经耙内供气管路（2）的流量，调节第三控制阀（5）的开度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，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。

10.一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5至7中任一项所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（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），开启排气主路（8）上的第四控制阀（9）；

S30，开启该组供气单元供气主路（1）的气源；

S40，使该供气单元第一温度传感器（6）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（21）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（6）和第二温度传感器（7）的温度值；

S60，判断第一温度传感器（6）和第二温度传感器（7）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（4）的开度，进而调节气体流经该组供气单元上耙内供气管路（2）的流量，调节第三控制阀（5）的开度使耙内供气支路（21）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（6）和第二温度传感器（7）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。