[發明專利]人工造雪噴霧和成核發生裝置、控制方法及測試方法

有效

• 申請號: 202110138696.4
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN113008585B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 劉國強;熊通;晏剛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;F25C3/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開一種人工造雪噴霧和成核發生裝置、控制方法及測試方法，所述發生裝置包括冷水儲箱、制冷循環器、供水增壓泵、空壓機、噴嘴、核子器、溫度探針、光源、高速攝像機、相位多普勒分析儀發射裝置和接受裝置等；所述冷水儲箱水量由補水管電磁閥控制；所述冷水儲箱水溫由制冷循環器控制；所述噴嘴進水孔流量和壓力由第一電動調節閥和供水增壓泵變頻調速器組合控制；所述核子器進水孔流量和壓力由第二電動調節閥和供水增壓泵變頻調速器組合控制；所述核子器進氣孔流量和壓力由氣體流量調節閥和空壓機變頻調速器組合控制；所述光源和高速攝像機對立設置，相位多普勒分析儀發射裝和接受裝置對立設置，可移動至噴霧射程不同位置測量流體性能。

技術領域

本發明涉及人工造雪技術領域，具體涉及一種人工造雪噴霧和成核發生裝置、控制方法及測試方法。

背景技術

冰雪產業的發展離不開人工造雪技術的創新，其中提高最常用的內混型室外造雪機的造雪效率是關鍵。內混型室外造雪機造雪的核心部件是噴嘴和核子器，噴嘴內流體為單液相高壓冷水，核子器內流體為液相高壓冷水和氣相壓縮空氣的混合物，噴嘴噴射的流體為霧狀液滴，核子器噴射的流體為霧狀晶核，霧狀液滴和霧狀晶核發生碰撞后吸附成雪。霧狀液滴和霧狀晶核的噴射特性如流動速度、粒徑大小、霧幕角度等影響了成雪效率，而噴嘴、核子器的內流體特性和內部結構是影響其噴射特性的決定性因素，為了開發高效霧化的噴嘴、均勻核化的核子器，首先應對噴嘴和核子器的噴射特性進行精確地定量測試。

然而，目前對人工造雪噴嘴和核子器噴射特性的評判是以實際造雪機產品的造雪量來綜合判斷的，即通過更換不同型號的噴嘴、核子器后的造雪量來間接分析噴射性能的優劣，更多地是經驗性分析，難以獲得內流體和結構特征對噴嘴、核子器的噴射特性如流動速度、粒徑大小、霧幕角度、碰撞成雪等的影響，且目前尚無專門針對人工造雪領域內噴嘴和核子器噴射性能進行測試的裝置和測試方法。因此，本發明提出了一種人工造雪噴霧和成核發生裝置、控制方法及測試方法。

發明內容

針對上述人工造雪領域缺少精確的噴霧和核化測試裝置和測試方法，本發明的目的在于提供一種人工造雪噴霧和成核發生裝置、控制方法及測試方法，該裝置由冷水儲箱、補水管電磁閥、制冷循環器、供水增壓泵、空壓機、噴嘴、核子器、溫度探針、光源、高速攝像機、相位多普勒分析儀發射裝置和接受裝置等組成，可對冷水儲箱水量、水溫、噴嘴和核子器的進水流量和壓力、核子器進氣流量和壓力進行全自動化控制，并可對噴嘴霧化液滴和核子器霧化晶核進行可視化測量，不僅可以對比不同工況下噴嘴、核子器噴射性能，且對比不同型號噴嘴、核子器噴射性能。

為達到上述技術目的，本發明采用了如下技術方案：

一種人工造雪噴霧和成核發生裝置，包括冷水儲箱1，自來水經冷水儲箱1頂部連接的補水管流入冷水儲箱1內部，補水管上設置有補水管電磁閥2；冷水儲箱1內部的自來水經冷水儲箱1底部連接的出水管與制冷循環器5的蒸發器進行換熱，出水管上設置有冷卻循環泵3和冷卻泵止回閥4，被蒸發器冷卻的自來水經冷水儲箱1頂部連接的回水管流回冷水儲箱1內部；環境空氣與制冷循環器5的冷凝器進行換熱；冷水儲箱1設置有熱電偶6，冷水儲箱1設置有液位壓力傳感器7；冷水儲箱1內部冷水經冷水儲箱1底部連接的出水總管流出，出水總管上設置有供水增壓泵8和供水增壓泵止回閥9，供水增壓泵8連接有供水增壓泵變頻調速器13；出水總管在供水增壓泵止回閥9后分為兩條支路；部分冷水增壓后經第一冷水支路流入多個噴嘴12形成霧狀液滴，第一冷水支路上設置有第一電動調節閥14、第一液體流量計15、第一水溫傳感器16和第一水壓傳感器17，第一水壓傳感器17安裝于第一冷水支路最末端；另一部分冷水增壓后經第二冷水支路流入多個核子器18的進水孔，第二冷水支路上設置有第二電動調節閥24、第二液體流量計25、第二水溫傳感器26和第二水壓傳感器27，第二水壓傳感器27安裝于第二冷水支路最末端；空壓機10連接有空壓機變頻調速器19，環境空氣被空壓機10壓縮后進入空氣過濾器11過濾雜質，壓縮空氣經空氣支路流入多個核子器18 的進氣孔，與冷水混合后形成霧狀晶核，空氣支路上設置有氣體流量調節閥20、氣體流量計21、空氣溫濕度傳感器22和氣壓傳感器23；