[發(fā)明專利]一種對流條件下水滴撞擊冷壁面結(jié)冰過程可視化實驗平臺

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910314834.2
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN109903632A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王永魁;鞠磊;王慶;蘇子恒;孫光帥;徐述
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G01M9/00;G01M10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種對流條件下水滴撞擊冷壁面結(jié)冰過程可視化實驗平臺，其特征在于：包括實驗臺主體、恒溫試驗箱、風(fēng)洞系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)以及水滴生成裝置五個主要部分；所述實驗臺主體部分包括不銹三角鋼(1)、有機玻璃風(fēng)道(2)、超白玻璃罩(3)，使用不銹三角鋼(1)支撐起各裝置及設(shè)備，使用耐低溫有機玻璃制作水平風(fēng)道(2)，并用超白玻璃片組成觀察部分玻璃罩(3)，超白玻璃罩(3)包裹在有機玻璃風(fēng)道(2)外側(cè)，實驗箱高為1.5米，試驗箱玻璃窗(7)下方設(shè)有可拉門；所述恒溫試驗箱包括壓縮機組(4)、導(dǎo)熱管(5)、聚氨酯外體(6)、玻璃窗(7)、耐低溫LED燈(8)，導(dǎo)熱管(5)與壓縮機組(4)連接，玻璃窗(7)在導(dǎo)熱管(5)下方，耐低溫LED燈(8)安裝在試驗臺邊緣位置，通過控制器調(diào)整壓縮機運行狀態(tài)，產(chǎn)生固定溫度的低溫環(huán)境；所述小型風(fēng)洞系統(tǒng)是實驗臺的重要組成部分，包括變頻風(fēng)機(9)、不銹鋼波紋管(10)、儲水罐(11)、可調(diào)控式氣泵(12)、控制閥門(13)、空氣霧化噴嘴(14)，變頻風(fēng)機(9)與有機玻璃風(fēng)道(2)相連，變頻風(fēng)機(9)模擬不同風(fēng)速條件，由儲水罐(11)、可調(diào)控式氣泵(12)、控制閥門(13)和空氣霧化噴嘴(14)組成的霧化裝置模擬指定的空氣濕度條件，不銹鋼波紋管(10)位于有機玻璃風(fēng)道(2)右側(cè)；所述水滴生成裝置包括醫(yī)用注射器(15)、高壓鈉燈(16)、結(jié)冰表面(17)、標(biāo)定小球(26)，結(jié)冰表面(17)位于醫(yī)用注射器(15)下方，采用醫(yī)用注射器(15)生成液滴，并通過不同直徑和長度的針頭來控制滴入結(jié)冰表面的水滴直徑；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括濕度傳感器(18)、孔板流量計(19)、熱線風(fēng)速儀(20)、溫度傳感器(21)、熱電偶(22)、ADAM采集模塊(23)、壓力傳感器(24)、顯微鏡CCD攝像系統(tǒng)(25)，能夠收集水滴結(jié)冰過程中各物理參數(shù)及圖像信息，使用孔板流量計(19)測量風(fēng)量，同時使用熱線風(fēng)速儀(20)對風(fēng)速進行校核；使用溫度傳感器(21)及濕度傳感器(18)來測量風(fēng)洞內(nèi)溫度及濕度值，同時用熱電偶(22)測量液滴尖端及結(jié)冰表面的實時溫度；圖像觀察及拍攝采用顯微鏡CCD攝像系統(tǒng)(25)，將結(jié)冰表面水滴放大至所需求的倍數(shù)，并將圖像實時傳遞至計算機界面中，研究人員使用圖像處理軟件分析水滴圖像，獲取有用數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對流條件下水滴撞擊冷壁面結(jié)冰過程可視化實驗平臺，其特征在于：所述濕度傳感器(18)、孔板流量計(19)、熱線風(fēng)速儀(20)、溫度傳感器(21)、熱電偶(22)安裝在有機玻璃風(fēng)道(2)上，顯微鏡CCD攝像系統(tǒng)(25)安裝在高壓鈉燈(16)上，高壓鈉燈(16)安裝在超白玻璃罩(3)上，壓力傳感器(24)安裝在霧化裝置上。