RU2432559C1 - Аэрохолодильная установка для исследования процессов обледенения объектов - Google Patents
Аэрохолодильная установка для исследования процессов обледенения объектов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2432559C1 RU2432559C1 RU2010115085/28A RU2010115085A RU2432559C1 RU 2432559 C1 RU2432559 C1 RU 2432559C1 RU 2010115085/28 A RU2010115085/28 A RU 2010115085/28A RU 2010115085 A RU2010115085 A RU 2010115085A RU 2432559 C1 RU2432559 C1 RU 2432559C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- room
- wind tunnel
- pipe
- cooling apparatus
- Prior art date
Links
Landscapes
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
Аэрохолодильная установка предназначена для исследования в лабораторных условиях процессов обледенения различных объектов. Аэрохолодильная установка представляет собой помещение с гидрофобным покрытием стен, пола и потолка, в котором установлены аэродинамическая труба вентиляторного типа с разомкнутым контуром и система подачи воды в поток воздуха в виде капель заданного размера. Требуемая для исследования обледенения температура воздуха в камере устанавливается за счет нагнетания в нее холодного воздуха, охлаждаемого в холодильной машине. Истекающая из аэродинамической трубы струя для улучшения ее смешения с окружающим воздухом разбивается с помощью сеток и обтекателя, установленных от выходного сечения трубы на расстоянии не менее 7 диаметров выходного сечения трубы, при этом скорость потоков воздуха в помещении не должна превышать 0,5 м/с. Техническим результатом изобретения является создание аэрохолодильной установки, обеспечивающей исследование процессов обледенения в лабораторных условиях вне зависимости от погоды. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в авиационной промышленности при исследовании процессов обледенения различных объектов, например самолетов.
При полете самолетов в облачной атмосфере, насыщенной переохлажденными до низких температур водяными каплями, происходит обледенение важнейших агрегатов самолета, приводящее к ухудшению его аэродинамических и летных качеств. От решения задачи обледенения во многом зависит безопасность и регулярность полетов самолетов.
Для исследования обледенения в лабораторных условиях необходимо иметь поток охлажденного до низких температур воздуха, насыщенного каплями воды. Такой поток создается в аэрохолодильных установках, представляющих собой аэродинамические трубы, в которых используемый воздух предварительно охлаждается в специальных холодильных установках, а капли создаются в распылителях воды (см. Р.Х.Тенишев и др. «Противообледенительные устройства летательных аппаратов». Издательство Машиностроение, 1967, стр.291-293). Такие установки позволяют исследовать обледенение независимо от времени года и погодных условий.
Недостатком таких установок является их большая энергоемкость и соответственно большая стоимость часа работы.
Из известных установок для исследования процессов обледенения наиболее близкой по технической сути является установка, представляющая собой аэродинамическую трубу вентиляторного типа с разомкнутым контуром, содержащая систему подачи воды в поток воздуха в виде капель заданного размера (Г.П.Клеменков и др. «Моделирование процессов обледенения летательных аппаратов в аэроклиматических трубах». Теплофизика и аэромеханика, 2008, том 15, №4, стр.563-572). В этой установке через аэродинамическую трубу прокачивается воздух из атмосферы.
Недостатком такой установки является то, что проведение исследований на ней возможно только в зимних условиях при отрицательных температурах атмосферного воздуха.
Задачей предлагаемого изобретения является создание высокоэкономичной аэрохолодильной установки для исследования процессов обледенения независимо от времени года.
Техническим результатом изобретения является создание аэрохолодильной установки, обеспечивающей исследования процессов обледенения в лабораторных условиях вне зависимости от погоды.
Решение задачи и технический результат достигаются тем, что аэрохолодильная установка, содержащая аэродинамическую трубу вентиляторного типа с разомкнутым контуром с открытой рабочей частью и водораспыливающую систему, установлена в помещении с гидрофобным покрытием стен, пола и потолка, заполненном холодным воздухом, а по оси трубы на расстоянии от выходного сечения, составляющем не менее 7 диаметров выходного сечения трубы, установлены набор сеток и обтекатель, при этом размеры помещения выбраны такими, чтобы скорость потоков воздуха в помещении не превышала 0.5 м/с.
На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемой установки.
Установка содержит аэродинамическую трубу вентиляторного типа с разомкнутым контуром с открытой рабочей частью 1 и водораспыливающую систему 2, установленные в помещении 3, охлаждаемом приточным холодным воздухом, с расположенными в ней набором сеток 4, обтекателем 5 и исследуемым объектом 6. Стены камеры, пол и потолок покрыты гидрофобным материалом, например кафельными плитками.
Требуемая температура воздуха в помещении обеспечивается за счет нагнетания в него воздуха, охлажденного в воздухоохладителе 7 холодильной машины 8. Например, охлаждение воздуха в помещении объемом ~400 м3 до температуры -18°C обеспечивается холодильной машиной с воздухоохладителями фирмы «Bitzer» (Германия) холодопроизводительностью ~3.5 кВт. Объем помещения ~400 м обеспечивает работу аэродинамической трубы с площадью выходного сечения сопла 0.09 м2 при скорости потока 50 м/с. Экономический эффект при этом достигается за счет многократного использования холода, запасенного в охлажденном воздухе, прокачиваемом через аэродинамическую трубу.
Истекающая из трубы струя обладает достаточно большой энергией, которая может вызвать движение воздуха в объеме помещения, нарушить работу аэродинамической трубы и создать дискомфортные условия для работы исследователей. Для того чтобы погасить энергию струи за ее начальным участком, равным ~7 диаметрам выходного сечения трубы, установлены сетки и обтекатель, разбивающие струю и улучшающие ее смешение с окружающим воздухом.
Для обеспечения нормальной комфортной работы персонала в помещении во время исследований необходимо, чтобы скорость потоков воздуха в объеме помещения не превышала ~0.5 м/с. Такая скорость обеспечивается за счет выбора размеров камеры.
Процедура работы предлагаемой установки заключается в следующем.
В помещении 3 за счет нагнетания охлажденного воздуха из воздухоохладителя 7 холодильной машины 8 устанавливается требуемая температура воздуха. Затем включается аэродинамическая труба 1 и из распылителя воды 2 подаются распыленные капли. На исследуемом образце 6 проводится наблюдение процесса обледенения. Энергия истекающей из трубы струи гасится с помощью сеток 4 и обтекателя 5 за счет улучшения ее смешения с окружающим воздухом.
При необходимости для поддержания температуры воздуха в помещении на постоянном уровне проводится дополнительное нагнетание охлажденного воздуха. Вода, сконденсированная на стенках камеры, отводится из нее после завершения испытаний.
Claims (1)
- Аэрохолодильная установка для исследования процессов обледенения объектов, содержащая аэродинамическую трубу вентиляторного типа с разомкнутым контуром с открытой рабочей частью и водораспыливающую систему, отличающаяся тем, что аэродинамическая труба и водораспыливающая система установлены в помещении с гидрофобным покрытием стен, пола и потолка, заполненном холодным воздухом, по оси трубы на расстоянии от выходного сечения, составляющем не менее 7 диаметров выходного сечения трубы, установлены набор сеток и обтекатель, при этом размеры помещения выбраны такими, чтобы скорость потоков воздуха в помещении не превышала 0,5 м/с.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010115085/28A RU2432559C1 (ru) | 2010-04-16 | 2010-04-16 | Аэрохолодильная установка для исследования процессов обледенения объектов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010115085/28A RU2432559C1 (ru) | 2010-04-16 | 2010-04-16 | Аэрохолодильная установка для исследования процессов обледенения объектов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2432559C1 true RU2432559C1 (ru) | 2011-10-27 |
Family
ID=44998163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010115085/28A RU2432559C1 (ru) | 2010-04-16 | 2010-04-16 | Аэрохолодильная установка для исследования процессов обледенения объектов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2432559C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
CN109297667A (zh) * | 2018-09-12 | 2019-02-01 | 南京航空航天大学 | 具有拍摄水滴动力学行为功能的垂直风道工作台 |
RU202145U1 (ru) * | 2020-07-23 | 2021-02-04 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Аэрохолодильная установка для исследования капельного, кристаллического и смешанного обледенения |
RU2745244C1 (ru) * | 2020-07-23 | 2021-03-22 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Аэрохолодильная установка |
RU2767020C1 (ru) * | 2020-11-25 | 2022-03-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Аэрохолодильная установка для исследования процессов обледенения в условиях падающего снега и метели |
RU216428U1 (ru) * | 2022-11-11 | 2023-02-02 | Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") | Устройство для измерения температуры летящих в потоке воздуха частиц льда и мокрого снега |
-
2010
- 2010-04-16 RU RU2010115085/28A patent/RU2432559C1/ru active IP Right Revival
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
CN109297667A (zh) * | 2018-09-12 | 2019-02-01 | 南京航空航天大学 | 具有拍摄水滴动力学行为功能的垂直风道工作台 |
RU202145U1 (ru) * | 2020-07-23 | 2021-02-04 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Аэрохолодильная установка для исследования капельного, кристаллического и смешанного обледенения |
RU2745244C1 (ru) * | 2020-07-23 | 2021-03-22 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Аэрохолодильная установка |
RU2767020C1 (ru) * | 2020-11-25 | 2022-03-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Аэрохолодильная установка для исследования процессов обледенения в условиях падающего снега и метели |
RU216428U1 (ru) * | 2022-11-11 | 2023-02-02 | Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") | Устройство для измерения температуры летящих в потоке воздуха частиц льда и мокрого снега |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2432559C1 (ru) | Аэрохолодильная установка для исследования процессов обледенения объектов | |
Bansmer et al. | Design, construction and commissioning of the Braunschweig Icing Wind Tunnel | |
CN204314045U (zh) | 一种小型回流式结冰风洞设备 | |
CN102166536B (zh) | 一种用于地面上飞机表面积冰的环境模拟装置 | |
Jin et al. | The impact and freezing processes of a water droplet on different inclined cold surfaces | |
CN107200147A (zh) | 适于中小型飞行器的冻云结冰温控模拟实验室 | |
CN103471804B (zh) | 控制水雾均匀性的方法和装置 | |
CN206984424U (zh) | 适于中小型飞行器的冻云结冰温控模拟实验室 | |
CN104634536A (zh) | 一种经济高效的开口直流式冰风洞 | |
CN104741155A (zh) | 一种带冰风洞的气候人工模拟室 | |
CN102582843A (zh) | 地面结冰条件模拟系统 | |
CN204405287U (zh) | 一种经济高效的开口直流式冰风洞 | |
CN103434652B (zh) | 地面结冰条件模拟系统中过冷水滴的形成和检测方法以及目标模拟装置 | |
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 | |
Hauk et al. | Investigation of the melting behaviour of ice particles in an acoustic levitator | |
CN204620012U (zh) | 一种带冰风洞的气候人工模拟室 | |
Zhang et al. | An experimental study of icing distribution on a symmetrical airfoil for wind turbine blade in the offshore environmental condition | |
RU2745244C1 (ru) | Аэрохолодильная установка | |
CN203750549U (zh) | 覆冰试验气候箱 | |
RU188858U1 (ru) | Аэрохолодильная установка | |
Al-Khalil et al. | Development of the Cox icing research facility | |
RU202145U1 (ru) | Аэрохолодильная установка для исследования капельного, кристаллического и смешанного обледенения | |
Baumert et al. | Implementation of an innovative ice crystal generation system to the Icing Wind Tunnel Braunschweig | |
Orchard et al. | Design of an icing wind tunnel contraction for supercooled large drop conditions | |
CN114893937A (zh) | 一种温度可控的过冷大水滴生成系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130417 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150610 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170417 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180117 |