[发明专利]一种连续式风洞气流温度冷却系统

说明书

本发明属于高速风洞试验设备技术领域，公开了一种连续式风洞气流温度冷却系统。该冷却系统包括位于风洞内部的热交换设备和位于风洞外部的循环水系统；循环水系统包括水池、冷却塔和板式换热器；板式换热器的前段为热侧，板式换热器的后段为冷侧，板式换热器的热侧和冷侧进行热量交换；热侧与热交换设备之间通过闭式回水水路、闭式供水水路构成闭式水路；冷侧与水池、冷却塔、开式供水水路、开式回水水路构成开式水路。该冷却系统采用开式水路与闭式水路相组合的形式，既能保证狭小水流流道的冷却要求，又能降低建设、运行和维护成本；能够满足连续式风洞大功率、宽工况、高精度的综合要求。

技术领域

本发明属于高速风洞试验设备技术领域，具体涉及一种连续式风洞气流温度冷却系统。

背景技术

某连续式风洞是一座回流式风洞，主要由压缩机、洞体结构、测控系统、冷却水系统等组成。压缩机对空气做功产生的热能将导致风洞内的空气温度持续上升，研究科学合理、切实可行的气流温度冷却装置，避免高温空气破坏风洞洞体结构和干扰影响风洞试验结果，具有较大的科研价值和重要的工程意义。

开展冷却系统设计面临的主要技术难点包括以下三个方面：一是风洞换热量大；二是工况点多，换热需求范围宽、跨度大，各种不同工况多达几十种，控制难度大；三是精度要求高，在满足超大流量、宽工况的前提下还要将气流温度波动控制在±0.5℃，对温度的精准控制和调节提出了极为严格的要求。

当前，亟需发展一种连续式风洞气流温度冷却系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种连续式风洞气流温度冷却系统。

本发明的一种连续式风洞气流温度冷却系统，所述的连续式风洞气流温度冷却系统用于某连续式风洞，在该连续式风洞的洞体回路上，沿试验气流方向设置有试验区域、压缩机和热交换设备，冷气流进入试验区域，完成风洞试验后流出，再进入压缩机压缩，形成热气流，热气流经热交换设备冷却后得到冷气流，冷气流继续进入试验区域进行风洞试验，冷气流和热气流在洞体回路循环往复；

其特点是，所述的连续式风洞气流温度冷却系统包括位于风洞内部的热交换设备和位于风洞外部的循环水系统；

循环水系统包括水池、冷却塔和板式换热器；冷却塔入水口为开式回水水路的进水管道，冷却塔出水口通向水池；板式换热器的前段为热侧，板式换热器的后段为冷侧，板式换热器的热侧和冷侧进行热量交换；

热侧与热交换设备之间通过闭式回水水路、闭式供水水路构成闭式水路，闭式水路的水流运动方向为热侧、闭式供水水路、热交换设备、闭式回水水路、热侧；

冷侧与水池、冷却塔、开式供水水路、开式回水水路构成开式水路，开式水路的水流运动方向为冷侧、开式回水水路、冷却塔、水池、开式供水水路、冷侧；

热侧通过闭式供水水路将冷却水Ⅰ送入热交换设备，再通过闭式回水水路将经热交换获得的热水Ⅰ流回热侧；热侧的热水Ⅰ与冷侧的冷却水Ⅱ在板式换热器内进行热交换，交换后得到的冷却水Ⅰ继续经闭式供水水路送入热交换设备，交换后得到的热水Ⅱ经开式回水水路进入冷却塔进行冷却，再流入水池，得到冷却水Ⅱ，冷却水Ⅱ经开式供水水路进入板式换热器冷侧继续进行热交换；冷却塔用于冷却开式回水水路的热水Ⅰ。

进一步地，所述的热交换设备采用液-气换热的方式。

进一步地，所述的闭式回水水路和闭式供水水路均采用不锈钢管路。

进一步地，所述的开式供水水路和开式回水水路均采用碳钢管路。

本发明的连续式风洞气流温度冷却系统，采用开式水路与闭式水路相组合的形式，既能保证狭小水流流道的冷却要求，又能降低建设、运行和维护成本；能够满足连续式风洞大功率、宽工况、高精度的综合要求，为连续式风洞结构运行安全以及风洞试验的顺利开展提供科学、新颖、合理的技术储备。还可为类似回流式实验设备的气流冷却提供参考方案，能够推广应用于回流壳体中高温空气的冷却与温度调节技术领域。

附图说明