[发明专利]一种模拟超声速风洞试验中天平体温度变化的装置

说明书

本发明提供一种模拟超声速风洞试验中天平体温度变化的装置，包括散热桶、设置于所述散热桶内的转接头、以及流动填充于所述散热桶与所述转接头之间的冷媒介质，所述转接头远离所述散热桶底部的一面设有用于定位风洞天平的锥孔及温度检测器，所述转接头接近所述散热桶底部的一面以及所述转接头的周侧面均设有TEC制冷片，所述散热桶还设有用于所述冷媒介质进出的进口及出口，所述TEC制冷片与温控系统电连接，所述TEC制冷片、所述温控系统以及所述温度检测器配合形成PID控制系统，从而实现模拟风洞中天平体在风场中的温度变化。

技术领域

本发明涉及的技术领域，特别是一种模拟超声速风洞试验中天平体温度变化的装置。

背景技术

风洞是以人工的方式产生并且控制气流，用以模拟飞行器或实验模型周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。风洞中的气流速度一般用实验气流的马赫数(M数)来衡量，当实验气流为1M4范围内时称为超声速实验段，实验时需要测量各种空速下的气动载荷/压力系数。

一般情况下，由于高速空气压缩导致风洞温度场会下降，实验时间越久温度下降越大，直到0℃附近。温度下降会导致测量设备天平体的温度下降，在国内暂冲式风洞中，经测量一次实验时间(大约在2分钟)内天平体下降温度最大为10℃，同时还存在温度梯度，这样会直接导致热应变值混入到天平测力数据中，所以必须提前在地面对天平体进行温度补偿，而常规模拟天平体温度常采用温度试验箱(即热对流传热方式)，与风洞试验中天平锥面热传导的传热方式大相径庭，不能真实反映风洞实验中天平体温度变化工况。

有鉴于此，本发明人专门设计了一种模拟超声速风洞试验中天平体温度变化的装置，本案由此产生。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种模拟超声速风洞试验中天平体温度变化的装置，包括散热桶、设置于所述散热桶内的转接头、以及流动填充于所述散热桶与所述转接头之间的冷媒介质，所述转接头远离所述散热桶底部的一面设有用于定位风洞天平的锥孔及温度检测器，所述转接头接近所述散热桶底部的一面以及所述转接头的周侧面均设有TEC制冷片，所述散热桶还设有用于所述冷媒介质进出的进口及出口，所述TEC制冷片与温控系统电连接，所述TEC制冷片、所述温控系统以及所述温度检测器配合形成PID控制系统，从而实现模拟风洞中天平体在风场中的温度变化。

作为进一步改进的，还包括微控制单元MCU系统、PC系统，所述微控制单元MCU系统与所述PC系统通过通信电缆连接，所述微控制单元MCU系统分别与所述TEC制冷片及所述温度检测器电连接。

作为进一步改进的，还包括用于控制所述冷媒介质在所述散热桶内流速的油泵电机，所述油泵电机与所述微控制单元MCU系统电连接。

作为进一步改进的，所述转接头为正方体结构，且所述转接头由铝合金材料制成。

作为进一步改进的，所述温度检测器为NTC热敏电阻，所述NTC热敏电阻布设于所述锥孔的大端面及小端面。

作为进一步改进的，所述锥孔的锥度为1：5，定义所述锥孔的深度为H，40mmH55mm。

作为进一步改进的，所述TEC制冷片与所述转接头之间通过传热硅脂粘结，且所述TEC制冷片的制冷面靠近所述转接头。

作为进一步改进的，所述散热桶为长方体结构，所述进口设于所述长方体的一面，所述出口设于所述长方体的一面相对的另一面，且所述进口靠近所述散热桶的底部，所述出口远离所述散热桶的底部。

作为进一步改进的，所述TEC制冷片为正方形结构，所述转接头的面上设有四片所述TEC制冷片，4片所述TEC制冷片通过串联的方式连接。