[发明专利]一体式吹砂吹尘环境模拟系统的温度调节系统和方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种一体式吹沙吹尘环境模拟系统的温度调节系统和方法。

背景技术：

砂尘环境是引起许多工程和/或军用武器装备失效的一个重要环境因素，其主要损坏类型有：冲蚀、磨损、腐蚀及渗透等。吹尘和吹砂试验是检验车辆、飞行器、电器设备、军用装备在沙漠、干旱地区和风沙天气条件下环境适应性和环境可靠性的重要手段。

现有的吹砂吹尘环境/模拟试验装置系统采用一大一小两个空调箱完成对温度的控制。如图1所示，中国专利ZL200510000070.8公布了一种系统，其中，标号1为循环风道，2为大空调，3为小空调，4为表冷器翅片管，5为翅片电加热器，6为变频调速风机，7为大空调进气通道，8为小空调进气通道，9为空调回气通道，10为冷水机组，11为大空调压缩空气吹除管道，12为小空调压缩空气吹除管道；这样的系统具有这些问题：

-由于使用了空调2与空调3两个空调来控制风洞温度，使得该系统的结构复杂，并且占用了大量的空间，大空调进气通道7、小空调进气通道8及空调回气通道9都与循环风道1直接相通，这些通道7和8影响了风道1内气流的品质；

-为实现对温度的控制，空调2与空调3分别使用循环冷却水和来自冷水机组10的冷冻水作为冷却工质，并且小空调箱中还装有电加热器5和变频调速风机6，它们共同相配合完成不同工况和不同热负荷下的温度调节任务，冷却工质是通过流经表冷器翅片管4以实现冷却，相应的通过电加热器5实现加热，由于气流带砂尘，通过表冷器翅片管4和翅片式电加热管5时会积尘，严重影响传热，需要额外设置压缩空气吹除管道11、12，清理极不方便；

-循环风道1采用外保温结构，热容很大，当做完一次高温试验后再去做低温试验时，由于表冷器4传热面积有限，需要很长的时间来冷却，严重影响了试验/模拟装置系统的利用效率。

发明内容：

本发明的技术解决问题是：克服现有吹砂吹尘方案的以下问题：

1)空调装置需要专门的空调风道和换热面、并带来额外的运行能耗，此外此空调风道的存在也影响循环风道内气流的流动品质。

2)由于循环风道内气流带砂尘，通过表冷器时和电加热管时会积尘，严重影响传热，并且清理极不方便。

3)利用循环风道内部已有的分离器、导向叶片及收缩段，实现对循环风道内气流温度的控制。提供一种结构紧凑、清理方便、设备利用效率高的温度调节系统。

在本发明的方案中，传热、调温部件与吹砂、吹尘风洞分离、导流部件及洞体结构结合在一起，结构紧凑、清理方便，从而提供了一种一体式的具有快速温度调节和连续工作能力的砂尘环境试验装置，具有占用场地小、试验段气流品质好、系统能耗低的特点，特别适用于、连续试验的场合。

本发明的各种实施例中包括的技术手段包括：

1)对现有的U型分离器进行改进，在U型件内部铺设热交换管，此多功能U型分离器实现对温度的调节。

2)对现有的导流叶片进行改进，在其中三组导流叶片里设置热交换通孔，在另外一组导流叶片里设置电加热器，以实现冷却及加热多功能温度调节系统。

3)在循环风道的收缩段设置电加热器，和加入电加热器的的导流叶片一同实现快速加热系统。

4)冷媒、热媒统一调配网络，该调配网络由循环冷却水、冷冻水、热水组成，通过各自管道及管道上的调节阀实现不同工况下和热负荷下的温度调节任务。

5)一种一体式吹尘吹砂环境试验装置的温度调节系统，其特征在于：由循环冷却水、冷水机组、电锅炉、出水管道、回水管道、导向叶片电加热器、收缩段电加热器、导向叶片热交换通孔、分离器热交换管组成，循环冷却水、冷水机组、电锅炉分别通过管道与具有热交换功能的导向叶片和具有热交换功能的U型分离器相连，电加热器通过设置在试验段的温度信号实现控制。