[實(shí)用新型]基于手自動(dòng)雙模式功率匹配回流風(fēng)洞加熱系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820685522.3
• 申請(qǐng)日: 2018-05-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208155557U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 祖迎慶;陳毅;韋宏;李松陽(yáng);徐弘一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué);中國(guó)航發(fā)商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01M9/04
• 分類號(hào): G01M9/04;G05D23/24
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50236
• 代理人: 朱浩

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于手自動(dòng)雙模式功率匹配回流風(fēng)洞加熱系統(tǒng)，可以有效解決現(xiàn)有的風(fēng)洞溫度加熱慢、加熱不精準(zhǔn)、加熱至目標(biāo)溫度等待時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，能夠在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到實(shí)驗(yàn)者設(shè)定的溫度值，對(duì)提高風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)效率具有重要意義。使用該系統(tǒng)對(duì)回流風(fēng)洞流道內(nèi)工質(zhì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制的方法，通過(guò)不同加熱模塊的組合和可調(diào)功運(yùn)行的設(shè)計(jì)使得同一個(gè)熱回流風(fēng)洞的加熱性能達(dá)到最優(yōu)，為實(shí)驗(yàn)者節(jié)約了大量寶貴時(shí)間，同時(shí)也提高了熱風(fēng)洞加熱的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于手自動(dòng)雙模式功率匹配回流風(fēng)洞加熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風(fēng)洞(wind tunnel)即風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，是以人工的方式產(chǎn)生并且控制氣流，用來(lái)模擬飛行器或?qū)嶓w周圍氣體的流動(dòng)情況，并可量度氣流對(duì)實(shí)體的作用效果以及觀察物理現(xiàn)象的一種管道狀實(shí)驗(yàn)設(shè)備，它是進(jìn)行空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)最常用、最有效的工具之一。

風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)是飛行器研制工作中的一個(gè)不可缺少的組成部分。它不僅在航空和航天工程的研究和發(fā)展中起著重要作用，隨著工業(yè)空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展，在交通運(yùn)輸、房屋建筑、風(fēng)能利用等領(lǐng)域更是不可或缺的。這種實(shí)驗(yàn)方法，流動(dòng)條件容易控制。實(shí)驗(yàn)時(shí)，常將模型或?qū)嵨锕潭ㄔ陲L(fēng)洞中進(jìn)行反復(fù)吹風(fēng)，通過(guò)測(cè)控儀器和設(shè)備取得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

流體力學(xué)方面的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的主要分類有測(cè)力實(shí)驗(yàn)、測(cè)壓實(shí)驗(yàn)、傳熱實(shí)驗(yàn)、動(dòng)態(tài)模型實(shí)驗(yàn)和流態(tài)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)等。其中傳熱實(shí)驗(yàn)主要用于研究超聲速或高超聲速飛行器上的氣動(dòng)加熱現(xiàn)象。

如圖1所示，普通回流風(fēng)洞的風(fēng)洞結(jié)構(gòu)示意圖，在風(fēng)洞的某一位置設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)，帶動(dòng)循環(huán)氣流在環(huán)形風(fēng)洞中流動(dòng)，在氣流穩(wěn)定的位置進(jìn)行風(fēng)洞測(cè)試，稱之為試驗(yàn)段。

在進(jìn)行傳熱實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要對(duì)某些工況下實(shí)驗(yàn)環(huán)境的工質(zhì)進(jìn)行升溫加熱工作，因而就產(chǎn)生了如何快速加熱風(fēng)洞的問(wèn)題，以及由此衍生出來(lái)的排氣降溫問(wèn)題。普通回流風(fēng)洞不具備對(duì)風(fēng)道工質(zhì)進(jìn)行加熱的功能，因而不能用來(lái)做流體工質(zhì)變溫的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，由于回流風(fēng)洞主要是通過(guò)組裝在風(fēng)道里的鼓風(fēng)機(jī)帶動(dòng)氣流流動(dòng)的，因而鼓風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)軸承摩擦產(chǎn)生的熱量經(jīng)常會(huì)使得工質(zhì)溫度隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行逐漸升高起來(lái)，這對(duì)于需要穩(wěn)定的環(huán)境溫度的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)極為不利。普通風(fēng)洞不能對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制直接影響了實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)值的精確性。

中國(guó)實(shí)用新型專利“一種濕度溫度可調(diào)節(jié)的汽車空氣動(dòng)力學(xué)風(fēng)洞”(CN204612889U)，是在本檢索過(guò)程中與本實(shí)用新型最相關(guān)的有關(guān)回流風(fēng)洞領(lǐng)域的技術(shù)文件。比較對(duì)比容易發(fā)現(xiàn)與本實(shí)用新型的加熱及控溫方法不同：文獻(xiàn)中描述加熱方式是通過(guò)在回流風(fēng)洞第一拐角處引入經(jīng)加熱、加濕的外界氣流，并通過(guò)控制外部氣流的流量達(dá)到控溫的目的。而本專利提案采用電加熱方式在回流風(fēng)洞內(nèi)部拐角處放置電加熱裝置對(duì)氣體進(jìn)行加熱并通過(guò)控制加熱功率達(dá)到控溫目的。且本專利提案中所述排氣降溫方式在文獻(xiàn)中未見(jiàn)描述。

中國(guó)實(shí)用新型專利“調(diào)節(jié)氣流溫度的校準(zhǔn)風(fēng)洞”(CN206223399U)，同為對(duì)風(fēng)洞進(jìn)行加熱、控溫的實(shí)用新型創(chuàng)造。但對(duì)比可發(fā)現(xiàn)，首先，加熱的風(fēng)洞結(jié)構(gòu)/類型不同，文獻(xiàn)所述風(fēng)洞為校準(zhǔn)風(fēng)洞，包含進(jìn)氣段、加熱段、整流段、穩(wěn)定段、以及收縮段，可歸類為一種直流風(fēng)洞；而本專利提案則針對(duì)回流風(fēng)洞進(jìn)行加熱。然后是加熱裝置的布置不同，因風(fēng)洞結(jié)構(gòu)不同，加熱裝置的布置也有所區(qū)別。本專利提案中的風(fēng)洞不存在獨(dú)立功能的加熱段，而是通過(guò)將加熱裝置安置在回流風(fēng)洞三、四拐角導(dǎo)流片處實(shí)現(xiàn)加熱功能。其次，加熱功率控制方案不同，文獻(xiàn)中提出通過(guò)控制電功率的方式控制加熱溫度，但對(duì)控制電功率的實(shí)施方案未做描述；本專利提案給出了基于手動(dòng)和自動(dòng)雙模式功率匹配的控制方法。再有，保溫棉布置不同，文獻(xiàn)方案在整流段、穩(wěn)定段、以及收縮段設(shè)置保溫棉；本專利提案在包括動(dòng)力段、擴(kuò)散段、拐角段、穩(wěn)壓段、收縮段等在內(nèi)的所有風(fēng)洞外表面設(shè)置保溫棉。且本專利提案中所述排氣降溫方式在文獻(xiàn)中未見(jiàn)描述。