[实用新型]一种过冷大水滴模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型属于防除冰试验技术领域，涉及一种过冷大水滴模拟装置。

背景技术

自1994年美国Roselawn空难以来，过冷大水滴（SLD）对于飞机结冰的危害已引起广泛重视。SLD通常是指云雾粒子直径超过50μm的过冷水滴。

以前的研究多数是针对CCAR-25部附录C中的50μm以下的云雾粒子，而过冷大水滴表现出显著不同的特征：具有危害大、收集率不同、换热效率及冷却时间不同、结冰区域不同等特点。比如过冷大水滴在机翼前缘结冰防护部位后面形成后流冰，后流冰同样会改变飞机的空气动力学特性，引起飞机升力下降、阻力增加等危害。

国外已经针对SLD的结冰机理、数值模拟计算、飞机性能影响、试验技术等方面开展了许多研究。国内近几年才对SLD开始初步研究。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能够模拟50μm～500μm过冷大水滴的试验装置，为过冷大水滴的结冰及防除冰特性研究提供必要的条件。

本实用新型的技术方案是：一种过冷大水滴模拟装置，其特征为：所述模拟装置包括喷雾系统、电伴热带、气源、水源、水源增压系统、电动调节阀、喷雾控制系统；所述喷雾系统包括喷嘴、电磁阀、喷雾耙、翼型整流罩及支撑架；喷雾耙外由不锈钢做成的翼型整流罩包覆；喷嘴和电磁阀安装于喷雾耙上；喷雾系统通过支撑架与实验平台固定；所述喷雾控制系统包括压力传感器、流量计和控制阀；所述水源增压系统由立式高压水泵、水管路、气管路组成；水源增压系统与气源通过管路与电动调节阀连接；电动调节阀与控制系统通过管路连接；水源与水源增压系统通过管路连接；管路和喷雾耙外包裹有电伴热带。

本实用新型具有的有益效果是：本实用新型可模拟50μm～500μm过冷大水滴，进行针对过冷大水滴的结冰特性研究和防除冰试验研究，提高现有冰风洞和结冰气候室的试验范围和试验能力。

附图说明

图1是本实用新型过冷大水滴模拟装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

参见图1，一种过冷大水滴模拟装置，包括喷雾系统、电伴热带、气源、水源、水源增压系统、电动调节阀、喷雾控制系统；所述喷雾系统包括喷嘴、电磁阀、喷雾耙、翼型整流罩及支撑架；喷雾系统通过支撑架与实验平台固定；所述喷雾控制系统包括压力传感器、流量计和控制阀；水源增压系统与气源通过管路与电动调节阀连接；电动调节阀与控制系统通过管路连接；水源与水源增压系统通过管路连接；管路外包裹有电伴热带。

上述装置中，经过净化和加温后的水源通过水源增压系统进行加压，与经过净化和加温后的气源分为两路管路，经电动调节阀稳压后，到达喷雾杆上的喷嘴处以雾状喷出，在喷雾控制系统控制下通过调节喷嘴出口的气压和水气压差来实现云雾粒子直径的控制。

所述的喷嘴采用单流体喷嘴，配置一套微细喷射喷嘴实现50μm～200μm的云雾粒子直径和一套实心锥形喷嘴实现200μm～500μm的云雾粒子直径。两套喷嘴的安装座尺寸相同，共用喷雾耙，方便更换。设计一定数量的喷嘴塞，在不安装喷嘴时可以将喷雾耙上的孔堵塞，便于控制喷雾均匀性。

所述的喷雾耙上安装有喷嘴、电磁阀，喷雾耙及管路采用电伴热带进行保温防冻。喷雾耙外用不锈钢薄板做成翼型整流罩包覆，起整流作用，减少对气流的干扰。

所述的水源增压系统由立式高压水泵、水管路、气管路组成，其中，立式高压水泵是为了满足单流体喷嘴喷射出的水滴为过冷大水滴时所需的水压要求，水管路将高压水供给到喷嘴处，气管路用于喷雾后使用高温气体对管路进行吹扫，排除余水，防止喷嘴及管路内结冰冻结。配置一定管径的水管使管路能够承受一定的压力。配置一定管径的气管路，接入到喷雾耙的进水处，并在水管路系统的低处设水排空阀。

下面通过一个实施例对本实用新型做进一步详细说明。

喷雾耙：按照某冰风洞喷雾段的宽度和高度尺寸，喷雾耙设置八排喷雾杆，每排分为两根，共十六根喷雾杆，单根1.3米，带翼型整流罩。

喷嘴：喷嘴在潮湿低温环境使用，因此材质使用不锈钢。微细喷射喷嘴128个，实现50～200μm的粒径；实心锥形喷嘴128个，实现200～500μm的粒径。喷雾水路由电磁阀控制开启，为保证喷雾均匀性，每三个喷嘴由一个电磁阀控制。

电伴热带：功率15W/m，电压220V，加强型。

水源增压系统：立式高压水泵：4台，流量3t/h，2MPa，将水压增高到1.2MPa；水管路：DN32，水管路能承受2MPa的压力；气管路：DN40。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施例，在不脱离本原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，也应视为属于本实用新型的保护范围。