[发明专利]一种结霜实验装置及应用

说明书

本申请属于观测设备技术领域，特别是涉及一种结霜实验装置及应用。现有测量装置不能直接观测超音速下霜层表面流场特性及激波对霜层的影响，没有合适的模型来预测结霜量。本申请提供了一种结霜实验装置，包括纹影产生机构、高速风道和控温机构，所述纹影产生机构包括光源组件和纹影观测组件，所述光源组件设置于所述高速风道一侧，所述纹影观测组件设置于所述高速风道另一侧，所述控温机构设置于所述高速风道内，所述高速风道中的高速气流经过所述控温机构时，由于流通截面面积发生变化，使得气流在所述控温机构处能够达到超音速状态。可以直观有效地观测超音速下霜层表面流场特性及激波对霜层的影响。

技术领域

本申请属于观测设备技术领域，特别是涉及一种结霜实验装置及应用。

背景技术

随着航空航天工业的发展，机翼的结霜特性及除霜技术被广泛地关注。目前，利用低温风洞技术对飞机的飞行状态进行模拟，来观测机翼的结霜及除霜特性是主要的测试手段。飞行器以超音速飞行时，扰动来不及传到飞行器的前面去，前面的气体受到压缩，形成集中的强扰动，这时出现一个压缩过程的界面，即为激波。经过激波气体密度会产生较大的突变。激波对气体的热物理性能有一定的影响。而超音速下激波对结霜的影响，目前的研究还不够深入。

现有测量装置不能直接观测超音速下霜层表面流场特性及激波对霜层的影响，没有合适的模型来预测结霜量。

发明内容

1.要解决的技术问题

基于现有测量装置不能直接观测超音速下霜层表面流场特性及激波对霜层的影响的问题，本申请提供了一种结霜实验装置及应用。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种结霜实验装置，包括纹影产生机构、高速风道和控温机构，所述纹影产生机构包括光源组件和纹影观测组件，所述光源组件设置于所述高速风道一侧，所述纹影观测组件设置于所述高速风道另一侧，所述控温机构设置于所述高速风道内，所述高速风道中的高速气流经过所述控温机构时，由于流通截面面积发生变化，使得气流在所述控温机构处能够达到超音速状态。

本申请提供的另一种实施方式为：所述光源组件包括依次排列的光源和第一反光镜，所述光源与所述第一反光镜之间设置有第一凹面镜，所述纹影观测组件包括依次排列的第二反光镜、刀片和高速摄像机，所述刀片与所述高速摄像机之间设置有第二凹面镜；所述光源发出的光经所述第一反光镜反射至所述第一凹面镜穿过所述高速风道后，经过所述第二凹面镜反射至第二反光镜后经过刀片在所述高速摄像机上形成明暗相间的纹影。

本申请提供的另一种实施方式为：所述高速风道采用透明材质制成，所述光源组件发出的光穿过所述高速风道到达所述纹影观测组件。

本申请提供的另一种实施方式为：所述控温机构包括相互连接的空腔球体和充注排出管路，所述充注排出管路包括气体充注排出管和液体充注排出管，所述气体充注排出管与所述空腔球体连通，所述液体充注排出管伸入所述空腔球体内部。

本申请提供的另一种实施方式为：所述充注排出管路与支撑组件连接，。

本申请提供的另一种实施方式为：所述支撑组件包括底座，所述底座通过若干流道支承架与所述高速风道连接，所述底座上设置有支撑台，所述充注排出管路设置于所述支撑台上。

本申请提供的另一种实施方式为：所述高速风道为圆柱形流道。

本申请还提供一种对所述的结霜实验装置的应用，可对流道中的空腔球体偏心布置，将所述装置用于观测不同流速状态下霜层表面流场特性及激波对霜层的影响。

本申请提供的另一种实施方式为：所述装置应用于结霜实验或者融霜实验。

3.有益效果

与现有技术相比，本申请提供的结霜实验装置的有益效果在于：