[发明专利]一种带横流的平板气膜冷却流动及换热特性实验测试系统

权利要求书

1.一种带横流的平板气膜冷却流动及换热特性实验测试系统，其特征在于，包括主流风洞本体、平板实验测试段(14)、冷气供给系统、温度采集系统和流场PIV测试系统；其中，

主流风洞本体的气源为空气压缩机(1)，空气压缩机(1)的出口连通风洞通道的入口，风洞通道的出口连通平板实验测试段(14)的入口，平板实验测试段(14)的出口连通大气环境；

冷气供给系统包括冷气腔(23)，冷气腔(23)位于平板实验测试段(14)正下方，且冷气腔(23)与平板实验测试段(14)通过气膜孔板(12)上下连通；

温度采集系统包括红外测试系统、热电偶(27)和热电偶温度采集模块(28)；红外测试系统包括红外热像仪(29)和设置在平板实验测试段(14)的测试壁面(13)正上方的有红外窗口(30)，红外热像仪(29)正对红外窗口(30)设置；多个热电偶(27)分别布置于平板实验测试段(14)内气膜孔板(12)上游、冷气腔(23)和测试壁面(13)上，热电偶(27)的输出端连接至热电偶温度采集模块(28)；

流场PIV测试系统包括烟雾发生器(34)、激光器(31)和双曝光CCD相机(32)，激光器(31)和双曝光CCD相机(32)垂直布置于平板实验测试段(14)两侧；

实验进行时，空气压缩机(1)将主流空气通过风洞通道送入平板实验测试段(14)中；烟雾发生器(34)将示踪粒子送入冷气供给系统的管路中，冷气与示踪粒子充分混合后被送往冷气腔(23)，并通过气膜孔板(12)流向测试壁面(13)；激光器(31)发射激光照射示踪粒子，双曝光CCD相机(32)将记录流场结构信息；关闭激光器(31)，打开红外测试系统，红外热像仪(29)将记录测温壁面(13)的温度分布信息。

2.根据权利要求1所述的一种带横流的平板气膜冷却流动及换热特性实验测试系统，其特征在于，主流风洞本体包括依次连通的空气压缩机(1)、稳压罐(2)、主流风洞减压阀(3)、加热段(4)、扩张段(5)、稳压段(6)、收缩段(9)以及湍流格栅(10)；加热段(4)内设置有电加热器；稳压段(6)内按照气体流动方向依次设置主流蜂窝整流板(7)及阻尼网(8)；湍流格栅(10)用于改变平板实验测试段(14)内气流湍流度。

3.根据权利要求2所述的一种带横流的平板气膜冷却流动及换热特性实验测试系统，其特征在于，稳压罐(2)与加热段(4)之间还设置有主流风洞减压阀(3)。

4.根据权利要求1所述的一种带横流的平板气膜冷却流动及换热特性实验测试系统，其特征在于，平板实验测试段(14)内设置有压力-湍流度测量装置(11)。

5.根据权利要求1所述的一种带横流的平板气膜冷却流动及换热特性实验测试系统，其特征在于，气膜孔板(12)为可拆卸结构，能够安装不同孔型的孔板便于开展不同气膜孔型的冷却换热实验。

6.根据权利要求1所述的一种带横流的平板气膜冷却流动及换热特性实验测试系统，其特征在于，冷气供给系统还包括气瓶(15)，气瓶(15)用于将不同密度气体经过冷气减压阀(16)送入冷气供给系统管路，冷气减压阀(16)出口连接前三通(17)入口，前三通(17)的出口分为两路，第一出口依次连接第一球阀(33)和烟雾发生器(34)，第二出口依次连接第二球阀(18)和气体冷却装置(19)；两条支路分别连接后三通(20)的两个入口，后三通(20)出口连通冷气腔(23)入口；冷气腔(23)内布置有冷气蜂窝整流板(22)及冷气压力测量装置(24)；冷气腔出口通过第三球阀(26)最终通向环境大气。

7.根据权利要求6所述的一种带横流的平板气膜冷却流动及换热特性实验测试系统，其特征在于，后三通(20)出口连通冷气供给系统的第一流量计(21)后连通冷气腔(23)入口，冷气腔出口的管道上还设置有第二流量计(25)。