[发明专利]一种雾化单元体及具有其的发动机溢流式结冰试验设备

说明书

本申请属于航空发动机试验领域，特别涉及一种雾化单元体及具有其的发动机溢流式结冰试验设备。雾化单元体包括：壳体、喷杆、喷嘴。所述壳体呈圆筒形；所述喷杆包括多个，多个所述喷杆分别平行安装在所述壳体中；所述喷嘴包括多个，所述喷嘴分别安装在所述喷杆上，多个所述喷嘴呈正六边形排布，且相邻所述喷杆上的喷嘴交错排布。本申请能够提升结冰雾化设备的性能指标，扩展结冰雾化设备的试验能力范围，可适应不同型号发动机溢流式结冰试验的要求，同时对于小空气流量发动机结冰试验，通过雾化单元体工作区域范围有效设置，选取最少的工作喷嘴数量，减少试验供水、供气的消耗量，从而减少发动机结冰试验的试验成本。

技术领域

本申请属于航空发动机试验领域，特别涉及一种雾化单元体及具有其的发动机溢流式结冰试验设备。

背景技术

开展发动机结冰试验可以有效验证航空发动机防冰系统的可靠性，避免由于发动机在结冰环境条件下发生结冰所产生的各类故障。鉴于发动机结冰特性模拟要求的复杂性和结冰试验要求的多样性，通常采用冰风洞结冰试验、高空模拟结冰试验、飞行结冰试验和地面模拟结冰试验等结冰试验方法，对发动机及其防冰系统进行结冰试验测试及验证。从发动机整机结冰试验的经济性和安全性考虑，地面模拟结冰试验是当前应用最广泛的试验方法。发动机地面模拟结冰试验通常在具有自然低温环境条件的露天试车台上开展，主要利用地面模拟结冰雾化设备在发动机进气截面前端形成结冰雾化环境，保证发动机进气气流中的结冰环境条件(即气流中的液态水含量和平均有效水滴直径等参数)满足相关标准规范规定的要求，从而模拟自然环境条件下的发动机地面结冰试验。溢流式地面模拟结冰雾化设备主要用于各型发动机的整机结冰试验。溢流式地面模拟结冰雾化设备设置在发动机进气截面前端，主要由风源系统和雾化单元体等部分组成，风源系统的主要功能是根据发动机型号(空气流量)的不同，控制结冰雾化设备出口的雾化流场的空气流量和气流速度；雾化单元体的主要功能是根据风源系统的空气流量，控制雾化流场范围和雾化场中的结冰环境条件(气流中的液态水含量和平均有效水滴直径)，通过对风源系统和雾化单元体的匹配控制满足不同型号发动机结冰试验要求。

现有技术中雾化单元体主要用于冰风洞中封闭管道内空气流场的喷水雾化，雾化单元体结构形式及其喷嘴控制方法，只需保证管道后端试验段位置的结冰条件要求，冰风洞结构尺寸小、空气流量范围较小，相对应的雾化单元体结构尺寸小、雾化流量范围小，仅适用于冰风洞中的发动机防冰系统的部件级试验。而溢流式结冰雾化设备出口为开放式空间环境，其空气流量覆盖几十公斤到上千公斤的范围，相对应的雾化单元体的结构尺寸大、雾化流量范围大；现有技术方案中的雾化单元体中的喷嘴分组排列方式、流量调节范围、雾化均匀性控制方法等，仅适用于封闭管道内空气流场的喷水雾化要求，无法应用到溢流式结冰雾化设备中，即无法根据试验发动机空气流量控制雾化流量范围和雾化流场均匀性要求。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种雾化单元体及具有其的发动机溢流式结冰试验设备，以解决现有技术中存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

本申请的第一个方面提供了一种雾化单元体，包括：

壳体，所述壳体呈圆筒形；

喷杆，包括多个，多个所述喷杆分别平行安装在所述壳体中；

喷嘴，包括多个，所述喷嘴分别安装在所述喷杆上，多个所述喷嘴呈正六边形排布，且相邻所述喷杆上的喷嘴交错排布；

其中，相邻两个喷嘴之间的间距设置为d，d等于喷嘴在空气流场中所形成雾化区域的直径；

位于所述壳体横截面中心线位置的最长喷杆上安装有m个喷嘴，m为单数；

所述壳体直径φD＝m·d；

相邻喷杆的间距为