[發(fā)明專利]一種過(guò)冷水滴生成裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110792068.8
• 申請(qǐng)日: 2021-07-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113280570B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐揚(yáng)剛;王彬文;吳敬濤;鄧文亮;吳學(xué)敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)飛機(jī)強(qiáng)度研究所
• 主分類號(hào): F25D31/00
• 分類號(hào): F25D31/00;G01M99/00;B64F5/60
• 代理公司: 北京航信高科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

本申請(qǐng)屬于飛機(jī)結(jié)冰測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種過(guò)冷水滴生成裝置。包括水滴發(fā)生模塊、水滴預(yù)冷模塊、試驗(yàn)艙以及數(shù)據(jù)采集模塊。水滴發(fā)生模塊用于生成不同直徑、溫度的水滴；水滴預(yù)冷模塊位于水滴發(fā)生模塊的下側(cè)，水滴預(yù)冷模塊具有冷卻通道，用于為水滴發(fā)生模塊生成的水滴進(jìn)行降溫形成過(guò)冷水滴；試驗(yàn)艙設(shè)置在水滴預(yù)冷模塊的下端，用于為通過(guò)水滴預(yù)冷模塊冷卻通道后的過(guò)冷水滴提供撞擊結(jié)冰的固體表面；數(shù)據(jù)采集模塊用于采集水滴發(fā)生模塊中水滴的溫度、水滴預(yù)冷模塊的冷卻通道內(nèi)的溫度以及試驗(yàn)艙中固體表面的溫度。本申請(qǐng)的過(guò)冷水滴生成裝置，可在地面常溫環(huán)境下生成不同水滴直徑、水滴溫度、水滴過(guò)冷度以及水滴撞擊速度的過(guò)冷水滴。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于飛機(jī)結(jié)冰測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種過(guò)冷水滴生成裝置。

背景技術(shù)

過(guò)冷水滴是指溫度低于0℃卻仍然保持液態(tài)的水滴。當(dāng)空中的云體伸展到一定程度時(shí)，云中就會(huì)存在過(guò)冷水滴。過(guò)冷水滴處于亞穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，受到擾動(dòng)后極易結(jié)冰。飛機(jī)在含有過(guò)冷水滴的云層中飛行時(shí)，過(guò)冷水滴撞擊在飛機(jī)表面上后凍結(jié)成冰，冰在飛機(jī)迎風(fēng)表面的附著和積聚會(huì)對(duì)飛機(jī)的飛行安全造成極大危害，結(jié)冰破壞了機(jī)翼的氣動(dòng)外形，導(dǎo)致升力下降、阻力增加、臨界攻角減小、飛機(jī)操縱性和穩(wěn)定性下降，冰還會(huì)附著在除機(jī)翼之外的其它迎風(fēng)表面上，例如空速管、進(jìn)氣孔和整流罩等。過(guò)冷水滴在飛機(jī)表面核化凍結(jié)是飛機(jī)結(jié)冰的起因，研究過(guò)冷水滴相變傳熱傳質(zhì)特性，深入探究水滴的核化凍結(jié)特性和規(guī)律，理解水滴核化和結(jié)冰現(xiàn)象相關(guān)的微物理過(guò)程，可為研究飛機(jī)表面結(jié)冰現(xiàn)象和飛機(jī)防除冰技術(shù)提供理論依據(jù)。

現(xiàn)有技術(shù)中的過(guò)冷水滴生成方法，對(duì)于過(guò)冷水滴的狀態(tài)很難實(shí)現(xiàn)高效率精確的控制。

因此，希望有一種技術(shù)方案來(lái)克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的是提供了一種過(guò)冷水滴生成裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一個(gè)問(wèn)題。

本申請(qǐng)的技術(shù)方案是：

一種過(guò)冷水滴生成裝置，包括：

水滴發(fā)生模塊，用于生成不同直徑、溫度的水滴；

水滴預(yù)冷模塊，所述水滴預(yù)冷模塊位于所述水滴發(fā)生模塊的下側(cè)，所述水滴預(yù)冷模塊具有冷卻通道，用于為所述水滴發(fā)生模塊生成的水滴進(jìn)行降溫形成過(guò)冷水滴；

試驗(yàn)艙，所述試驗(yàn)艙設(shè)置在所述水滴預(yù)冷模塊的下端，用于為通過(guò)所述水滴預(yù)冷模塊冷卻通道后的過(guò)冷水滴提供撞擊結(jié)冰的固體表面；

數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集所述水滴發(fā)生模塊中水滴的溫度、所述水滴預(yù)冷模塊的冷卻通道內(nèi)的溫度以及所述試驗(yàn)艙中固體表面的溫度。

可選地，所述水滴發(fā)生模塊包括試驗(yàn)水源、注射泵、針頭固定座、第一半導(dǎo)體制冷片、第一換熱板、第一直流可調(diào)壓電源、針頭、第一水泵以及冷卻水源，其中，

所述針頭可拆卸安裝在所述針頭固定座上，所述針頭通過(guò)所述注射泵從所述試驗(yàn)水源汲取試驗(yàn)用水；

所述第一半導(dǎo)體制冷片的冷端抵接所述針頭固定座設(shè)置，所述第一半導(dǎo)體制冷片通過(guò)所述第一直流可調(diào)壓電源控制冷端表面溫度；

所述第一換熱板抵接所述第一半導(dǎo)體制冷片的熱端設(shè)置，所述第一換熱板通過(guò)所述第一水泵與冷卻水源連接，實(shí)現(xiàn)水冷換熱。

可選地，所述第一半導(dǎo)體制冷片的冷端與所述針頭固定座之間，以及所述第一半導(dǎo)體制冷片的熱端與所述第一換熱板之間均涂有導(dǎo)熱硅脂。

可選地，所述水滴發(fā)生模塊還包括位置調(diào)節(jié)部，所述位置調(diào)節(jié)部包括豎直絲杠以及橫向絲杠，所述橫向絲杠與所述豎直絲杠相互垂直設(shè)置，所述針頭固定座安裝在所述豎直絲杠或所述橫向絲杠上。