RU2745244C1 - Аэрохолодильная установка - Google Patents
Аэрохолодильная установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2745244C1 RU2745244C1 RU2020124449A RU2020124449A RU2745244C1 RU 2745244 C1 RU2745244 C1 RU 2745244C1 RU 2020124449 A RU2020124449 A RU 2020124449A RU 2020124449 A RU2020124449 A RU 2020124449A RU 2745244 C1 RU2745244 C1 RU 2745244C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- icing
- wind tunnel
- air
- water
- refrigerating chamber
- Prior art date
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
- G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в авиационной промышленности при исследовании процессов обледенения летательных аппаратов. Установка содержит холодильную камеру с расположенной в ней горизонтальной аэродинамической трубой напорного типа с центробежным вентилятором и водораспыливающую систему. Дополнительно в холодильной камере установлена вертикальная аэродинамическая труба всасывающего типа, аэродинамический канал которой соединен съемным диффузором с входным каналом вентилятора горизонтальной аэродинамической трубы. Технический результат заключается в возможности исследований обледенения с различными по размеру каплями в различных метеорологических условиях полета объекта. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в авиационной промышленности при исследовании процессов обледенения летательных аппаратов.
Для исследований процессов обледенения летательных аппаратов в лабораторных условиях используются аэрохолодильные установки, основным элементом которых являются аэрохолодильные трубы, оборудованные низкотемпературными теплообменниками и системой распыления в воздушном потоке водных капель, (см. Р.Х. Тенишев и др. «Противообледенительные устройства летательных аппаратов». Издательство Машиностроение 1967, стр. 291-293).
Наиболее распространенным видом обледенения является капельное обледенение, которое происходит при полетах летательных аппаратов в облаках и в нижних слоях атмосферы, в условиях ледяного дождя и замерзающей мороси.
Капельное обледенение, летательных аппаратов при полете в облаках, содержащих переохлажденные капли воды диаметром от 4 до 200 мкм, обычно моделируется в аэрохолодильных трубах с горизонтально расположенной рабочей частью (см., например, Eddie Irani, Ph.D. et al. Calibration and recent upgrades to the Cox icing wind tunnel. AIAA-Papers 2008-0437).
Моделирование капельного обледенения, летательных аппаратов при полете в условиях ледяного дождя и замерзающей мороси, капли которых имеют размеры до 2000 мкм. в аэрохолодильных трубах с горизонтально расположенной рабочей частью весьма затруднительно. Большой вес капель, из-за влияния силы тяжести на траекторию их движения, не позволяет создать в горизонтальной рабочей части трубы равномерный по водности водовоздушный поток. Использование вертикальной рабочей части вместо горизонтальной позволяет решить эту проблему. Создаваемый в рабочей части вертикальный водовоздушный поток, направленный сверху вниз, практически исключает влияние силы тяжести на траекторию движения капель и позволяет создать равномерное поле водности для исследований обледенения в условиях больших переохлажденных капель.
В настоящее время аэрохолодильные трубы с вертикальной рабочей частью, необходимые для исследования обледенения в условиях ледяного дождя и замерзающей мороси, практически отсутствуют. Известные вертикальные аэрохолодильные трубы с цилиндрическим воздушным каналом предназначены в основном для исследования процессов, происходящих в атмосфере при температуре ниже 0°С. Например, исследования образования снега в облаках (см. работу Tsuneya Takahshi et al. A vertical wind tunnel for snow process studies. Journal of atmospheric and oceanic technology. V.3, March 1986) или замерзания водных капель (см. работу John D. Splenger et. al. Freezing of freely suspended, supercooled water drops in a large vertical wind tunnel. Journal of applied meteorology. V.11, October 1972). Отсутствие в этих трубах устройств для создания низкотемпературных скоростных водовоздушных потоков не позволяет использовать их для исследования обледенения. Для лабораторных исследований желательно иметь аэрохолодильную установку, которая сочетала бы в себе достоинства аэрохолодильных труб с горизонтальной и вертикальной рабочей частью и позволяла бы быстро и экономично моделировать обледенение различных видов.
За прототип принята установка, представляющая собой холодильную камеру с расположенными в ней горизонтальной аэродинамической трубой напорного типа с центробежным вентилятором и водораспыливающей системой воды (патент на изобретение «Аэрохолодильная установка для исследования процессов обледенения объектов» RU №2432559, МПК G01M 9/00, дата публикации 27.10.2011). 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.
Недостатком такой установки является отсутствие возможности проведения исследований обледенения с крупными каплями воды в условиях, моделирующих обледенение в ледяном дожде и мороси.
Задачей и техническим результатом изобретения является создание аэрохолодильной установки для исследований обледенения с различными по размеру каплями в различных метеорологических условиях полета объекта
Решение задачи и технический результат достигаются тем, что в комбинированной аэрохолодильной установке для исследований обледенения, содержащей холодильную камеру с расположенными в ней горизонтальной аэродинамической трубой напорного типа с центробежным вентилятором и водораспыливающую систему, в холодильной камере установлена вертикальная аэродинамическая труба всасывающего типа, аэродинамический канал которой соединен съемным диффузором с входным каналом вентилятора.
На фигуре 1 представлена принципиальная схема предлагаемой установки.
Установка содержит холодильную камеру 1, с расположенными в ней горизонтальной аэродинамической трубой напорного типа 2 с центробежным вентилятором 3, вертикальную аэродинамическую трубу всасывающего типа 4 со съемным диффузором 5, отражателем струи 6, и водораспыливающей системой 7 с форсункой 8, разбрызгивателем капель 9, переключателем подачи воды 10.
Воздушный поток в трубах создается центробежным вентилятором 3. Требуемая температура воздуха в камере обеспечивается за счет его охлаждения в воздухоохладителе 11 холодильной машины 12.
Использование в одной установке двух сопряженных аэродинамических труб обеспечивает моделирование различных видов обледенения с каплями соответствующих необходимых размеров. Экономическая эффективность установки достигается использованием вместо энергоемких аэрохолодильных труб менее энергозатратных аэродинамических труб, а также возможностью многократного использования низкотемпературного воздуха холодильной камеры.
Работа предлагаемой установки происходит следующим образом.
Предварительно в зависимости от вида исследуемого обледенения в рабочей части одной из аэродинамических труб устанавливается исследуемый образец. Например, для исследования обледенения образца 13 в облаках он устанавливается в рабочей части горизонтальной трубы 2. Затем в холодильной камере 1 при работе холодильной машины 12 с воздухоохладителем 11 устанавливается требуемая температура воздуха. После этого включается центробежный вентилятор 3, обеспечивающий требуемую скорость воздушного потока, прокачиваемого последовательно через аэродинамический канал вертикальной аэродинамической трубы всасывающего типа 4, диффузор 5 и аэродинамический канал горизонтальной трубы напорного типа 2. Спустя 2 -3 минуты после включения вентилятора переключатель подачи воды 10 устанавливается в положение подачи воды распылительной системой 7 к форсунке 8. Вода распыляется, образуя в рабочей части трубы водовоздушный поток. На исследуемом образце 13 проводится наблюдение и фиксация процесса обледенения. Кинетическая энергия вытекающего из трубы 2 водовоздушного потока в процессе исследования гасится отражателем 6.
Температура воздуха в камере поддерживается на постоянном уровне работой холодильной машины 12 с воздухоохладителем 11.
При исследовании обледенения образца 14 в морось или ледяной дождь он устанавливается в рабочей части вертикальной аэродинамической трубы 4. Последовательность работы установки в этом случае такая же, как и в изложенном выше примере. После включения в работу центробежного вентилятора 3 переключатель воды 10 устанавливается в положение подачи воды распылительной системой 7 к разбрызгивателю 9. Дальнейшая работа полностью идентична описанной выше работе установки.
Создана аэрохолодильная установка для исследований обледенения с различными по размеру каплями в различных метеорологических условиях полета объекта.
Claims (1)
- Аэрохолодильная установка, содержащая холодильную камеру с расположенной в ней горизонтальной аэродинамической трубой напорного типа с центробежным вентилятором и водораспыливающую систему, отличающаяся тем, что дополнительно в холодильной камере установлена вертикальная аэродинамическая труба всасывающего типа, аэродинамический канал которой соединен съемным диффузором с входным каналом вентилятора горизонтальной аэродинамической трубы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020124449A RU2745244C1 (ru) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | Аэрохолодильная установка |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020124449A RU2745244C1 (ru) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | Аэрохолодильная установка |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2745244C1 true RU2745244C1 (ru) | 2021-03-22 |
Family
ID=75159118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020124449A RU2745244C1 (ru) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | Аэрохолодильная установка |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2745244C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2798386C1 (ru) * | 2023-03-02 | 2023-06-22 | Автономная некоммерческая организация "Инновационный инжиниринговый центр" | Установка искусственного намерзания и обледенения с замкнутым контуром |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2312320C2 (ru) * | 2005-07-28 | 2007-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" | Устройство для испытания объектов авиационной техники, работающих в условиях обледенения |
| RU2432559C1 (ru) * | 2010-04-16 | 2011-10-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Аэрохолодильная установка для исследования процессов обледенения объектов |
| RU2692744C1 (ru) * | 2018-09-28 | 2019-06-26 | Роман Александрович Плетнев | Вертикальная аэродинамическая труба замкнутого рециркуляционного типа для воспроизведения свободного парения человека в воздухе |
-
2020
- 2020-07-23 RU RU2020124449A patent/RU2745244C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2312320C2 (ru) * | 2005-07-28 | 2007-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" | Устройство для испытания объектов авиационной техники, работающих в условиях обледенения |
| RU2432559C1 (ru) * | 2010-04-16 | 2011-10-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Аэрохолодильная установка для исследования процессов обледенения объектов |
| RU2692744C1 (ru) * | 2018-09-28 | 2019-06-26 | Роман Александрович Плетнев | Вертикальная аэродинамическая труба замкнутого рециркуляционного типа для воспроизведения свободного парения человека в воздухе |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Tsuneya Takahshi et al. A vertical wind tunnel for snow process studies. Journal of atmospheric and oceanic technology. V.3, March 1986. Р.Х. * |
| Tsuneya Takahshi et al. A vertical wind tunnel for snow process studies. Journal of atmospheric and oceanic technology. V.3, March 1986. Р.Х. Тенишев и др. Противообледенительные устройства летательных аппаратов. Издательство Машиностроение 1967, стр. 291-293. * |
| Тенишев и др. Противообледенительные устройства летательных аппаратов. Издательство Машиностроение 1967, стр. 291-293. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2798386C1 (ru) * | 2023-03-02 | 2023-06-22 | Автономная некоммерческая организация "Инновационный инжиниринговый центр" | Установка искусственного намерзания и обледенения с замкнутым контуром |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102166536B (zh) | 一种用于地面上飞机表面积冰的环境模拟装置 | |
| CN102582843B (zh) | 地面结冰条件模拟系统 | |
| CN104634536A (zh) | 一种经济高效的开口直流式冰风洞 | |
| RU2345345C1 (ru) | Способ наземных испытаний объектов авиационной техники, подвергающихся обледенению, и устройство для его осуществления | |
| CN203858089U (zh) | 飞机防冰系统试验装置 | |
| CN103471804B (zh) | 控制水雾均匀性的方法和装置 | |
| CN204314045U (zh) | 一种小型回流式结冰风洞设备 | |
| 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 | |
| CN104741155A (zh) | 一种带冰风洞的气候人工模拟室 | |
| Lee et al. | Thunderstorm and stratocumulus: how does their contrasting morphology affect their interactions with aerosols? | |
| CN104122063A (zh) | 一种结冰气候室 | |
| RU2432559C1 (ru) | Аэрохолодильная установка для исследования процессов обледенения объектов | |
| CN109444997A (zh) | 一种综合气象观测环境模拟装置 | |
| CN109903632A (zh) | 一种对流条件下水滴撞击冷壁面结冰过程可视化实验平台 | |
| CN113830328B (zh) | 一种飞机整机测试降雪环境模拟装置及模拟方法 | |
| RU2745244C1 (ru) | Аэрохолодильная установка | |
| 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 | |
| Zhang et al. | An experimental study of icing distribution on a symmetrical airfoil for wind turbine blade in the offshore environmental condition | |
| CN204620012U (zh) | 一种带冰风洞的气候人工模拟室 | |
| RU188858U1 (ru) | Аэрохолодильная установка | |
| RU202145U1 (ru) | Аэрохолодильная установка для исследования капельного, кристаллического и смешанного обледенения | |
| CN209231544U (zh) | 一种综合气象观测环境模拟装置 | |
| CN105761606A (zh) | 一种风机结冰模拟系统及其模拟方法 | |
| CN114955000B (zh) | 均质成核冰晶在航空发动机压气机叶片二次结冰试验装置及方法 |