【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及覆冰。
技术介绍
1、在现有的结冰技术中，主要包括结冰风洞和气候环境实验室。其中，结冰风洞试验的来流可以很好地模拟飞行过程，适用于高速气流条件下(例如飞机飞行过程、发动机进气道等)的结冰模拟，试验件尺寸占云雾流过流断面面积的1/5～1/10，气流绕流带来的影响较小，结冰效果好；气候环境实验室中云雾的轨迹接近抛物线，配合阵列喷嘴，能够形成大范围低风速的云雾环境，在水平面可以获得较好的结冰效果，因此适用于直升机整机的结冰试验。
2、对于竖直试验件，若采用结冰风洞的形式，为了优化结冰效果，所需要的云雾流过流断面面积将会非常大，建设成本非常高；而气候环境实验室中适用于直升机结冰试验的云雾环境，在竖直试验件表面的结冰效果较差。
3、使用阵列空气雾化喷嘴正对大型竖直试验件喷雾、配合低温环境进行试验件表面的覆冰试验时，由于喷雾液滴受重力的影响较大，大部分液滴将飘落在喷雾前行的地面上，部分液滴跟随气流绕至竖直试验件的两侧，导致撞击试验件表面的液滴量少，覆冰层薄。
4、现有技术cn112923623a公开了一种高造雪率造雪机及其控制方法与工作方法，包括机筒和安装在机筒内表面的多个喷嘴、多个气液核子器和多个空气核子器：进水管分别与每个喷嘴和每个气液核子器相连，空压机出口分为两路，一路与每个气液核子器相连，另一路通过流量调节阀与每个空气核子器相连；风机安装在机筒的进口中间位置，温湿度传感器(th)安装在机筒的外壁面上；控制模块(c1)分别与流量调节阀温湿度传感(th)相连；空气核子器将压缩空气节流膨胀
5、该技术涉及的造雪为冰霜的一种，即软冰霜，无法获得其他结冰类型，如明冰和混合冰。此外，该技术仅适用于小型试验件，且仅能获得软冰霜一种结冰类型。因此，无法用于尺寸较大竖直试验件的覆冰试验。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有使用阵列空气雾化喷嘴正对大型竖直试验件喷雾、配合低温环境进行试验件表面的覆冰试验时，由于喷雾液滴受重力的影响较大，大部分液滴将飘落在喷雾前行的地面上，部分液滴跟随气流绕至竖直试验件的两侧，导致撞击试验件表面的液滴量少，覆冰层薄的问题，提出一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，所述方案具体为：
2、一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，所述方法包括：
3、s1：试验舱放置在低温环境内部，低温环境内部和试验舱内部均设有温度传感器，所述温度传感器将测温信号反馈至plc；
4、s2：根据工控机plc获取的测温信号计算试验舱内温度测量值与设定值的差值及试验舱内外空气的温度差；
5、s3：根据试验舱内温度测量值与设定值的差值及试验舱内外空气的温度差计算需要引入试验舱内的循环空气量；
6、s4：根据循环空气量选择风机，组成循环风机，并启动循环风机；
7、s5：试验舱内温度到达预设温度，开启背景风机阵列；
8、s6：覆冰试验开始，开启供水供气管路阀门，压缩空气与低温超纯水分别由空压机与水泵提供并通过喷嘴喷出，形成云雾，循环风机持续工作以提供云雾结冰试验所需的制冷量。
9、进一步的，还提出一种优选方式，所述步骤s3中根据试验舱内温度测量值与设定值的差值及试验舱内外空气的温度差计算需要引入试验舱内的循环空气量，包括：
10、通过理论计算得到云雾模拟试验的最大放热量；
11、选择试验舱外低温环境内空气与试验舱内空气的最小温差；
12、根据最小温差进行热力学计算，确定需要的最大循环空气量；对应于不同的试验工况，实际试验时的放热量不同，通过变频器实时调节风机的运行频率，将试验舱内温度稳定在设定值的±1℃范围内；
13、热力学计算公式为：
14、q＝mcpδt
15、其中，q为物体吸收(或放出)的热量(j)；m为物体质量(kg)；cp为定压比热容[j/(kg·k)]；δt为物体吸收(或放出)热量前后的变化温度。
16、进一步的，还提出一种优选方式，所述步骤s3还包括：
17、低温环境温度取为试验舱内空气温度减去10～15℃。
18、进一步的，还提出一种优选方式，所述步骤s4中根据循环空气量选择风机，组成循环风机，具体为：
19、根据循环空气量，除以循环风机个数，得到单个风机风量，进行风机选型。
20、进一步的，还提出一种优选方式，所述步骤s5中预设温度为-5℃、-10℃、-15℃、-20℃。
21、进一步的，还提出一种优选方式，所述步骤s6中通过工控机plc进行pid(比例-积分-微分)运算，控制供水供气管路阀门的开度。
22、进一步的，还提出一种优选方式，所述步骤s6还包括控制云雾流速，具体为：
23、根据风机工频风量与过流断面面积计算最大风速；
24、将运行频率从0hz到50hz进行线性差分，得到风速与风机运行频率的对应表；
25、在试验时，根据所需的背景风速查询风速与风机运行频率的对应表，并设置相应的风机运行频率，获得所需的云雾流速。
26、进一步的，还提出一种优选方式，所述方法还包括通过除雾器降低由试验舱进入低温环境的空气云雾浓度，具体为：
27、设定除雾器启动温度，当除雾器入口位置的温度传感器测温低于-3℃时，除雾器启动加热，高于3℃时，停止加热。
28、进一步的，还提出一种优选方式，所述除雾器由三组5.4kw的50w/m电加热电缆组成，加热电缆外壳使用almg3防锈铝合金材料。
29、进一步的，还提出一种优选方式，所述喷雾结冰系统包括：
30、试验舱、引风机、抽风机、背景风机阵列、蜂窝板、筛网、喷雾架和除雾器；
31、所述试验舱左侧设有引风机，右侧设有抽风机和除雾器；
32、所述背景风机阵列、蜂窝板、筛网、喷雾架依次放置在试验舱内部。
33、本专利技术的有益之处在于：
34、本专利技术解决了现有使用阵列空气雾化喷嘴正对大型竖直试验件喷雾、配合低温环境进行试验件表面的覆冰试验时，由于喷雾液滴受重力的影响较大，大部分液滴将飘落在喷雾前行的地面上，部分液滴跟随气流绕至竖直试验件的两侧，导致撞击试验件表面的液滴量少，覆冰层薄的问题。
35、本专利技术所提出的一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，通过在低温环境内和试验舱内设置温度传感器，实时监测温度，并根据试验舱内温度测量值与设定值的差值及试验舱内外空气的温度差计算循环空气量。然后根据循环空气量选择合适型号的风机组成循环风机。这些措施旨在确保试验环境的温度稳定，并为喷雾系统提供必要的气流环境。当试验舱内温度达到预设温度时，开启背景风机阵列，开始覆冰试验。同时，通过开启供水供气管路本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中根据试验舱内温度测量值与设定值的差值及试验舱内外空气的温度差计算需要引入试验舱内的循环空气量，包括：
3.根据权利要求2所述的一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：低温环境温度取为试验舱内空气温度减去10～15℃。
4.根据权利要求1所述的一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S4中根据循环空气量选择风机，组成循环风机，具体为：
5.根据权利要求1所述的一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S5中预设温度为-5℃、-10℃、-15℃、-20℃。
6.根据权利要求1所述的一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S6中通过工控机PLC进行PID(比例-积分-微分)运算，控制供水供气管路阀门的开度。
7.根据权利要求1所述的一种用于覆冰试验中喷雾结
8.根据权利要求1所述的一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括通过除雾器降低云雾浓度，具体为：
9.根据权利要求1所述的一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，其特征在于，所述除雾器由三组5.4kW的50W/m电加热电缆组成，加热电缆外壳使用AlMg3防锈铝合金材料。
10.根据权利要求1所述的一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，其特征在于，所述喷雾结冰系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，其特征在于，所述步骤s3中根据试验舱内温度测量值与设定值的差值及试验舱内外空气的温度差计算需要引入试验舱内的循环空气量，包括：
3.根据权利要求2所述的一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，其特征在于，所述步骤s3还包括：低温环境温度取为试验舱内空气温度减去10～15℃。
4.根据权利要求1所述的一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，其特征在于，所述步骤s4中根据循环空气量选择风机，组成循环风机，具体为：
5.根据权利要求1所述的一种用于覆冰试验中喷雾结冰系统的控制方法，其特征在于，所述步骤s5中预设温度为-5℃、-10℃、-15℃、-20℃。
...【专利技术属性】
技术研发人员：吴健，陈方备，戴铮，郑智颖，蒋良志，崔燚，冯放，李岩，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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