噴霧冷卻液膜形態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 所述離心試驗(yàn)臺(tái)包括離心電機(jī)(105)、轉(zhuǎn)臂(111)和配重塊(107)， 其中 離心電機(jī)用于帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)，以提供各種不利高過載加速度環(huán)境， 配重(107)用來平衡轉(zhuǎn)臂重量使旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定，保證觀測(cè)質(zhì)量， 噴霧廢液主動(dòng)回收部分包括真空栗(108)和廢液罐(109)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不利高過載噴霧冷卻液膜形態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 噴霧冷卻腔部分包括設(shè)置在離心試驗(yàn)機(jī)轉(zhuǎn)臂(205)上的噴嘴(202)、噴霧腔壁(203)和熱源(204)， 其中 通過調(diào)整噴霧冷卻腔部分的安裝角度，控制噴霧方向Θ與過載加速度a間夾角β，近似實(shí)現(xiàn)水平不利過載、垂直超重不利過載和垂直失重不利過載環(huán)境模擬，包括: 當(dāng)Θ =-90°，β?0°時(shí)，模擬水平不利高過載環(huán)境； 當(dāng)Θ = 180° -β，β ^ -90°時(shí)，模擬垂直超重不利高過載環(huán)境； 當(dāng)θ = β，β?90°時(shí)，模擬垂直失重不利高過載環(huán)境。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不利高過載噴霧冷卻液膜形態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 抗過載壓力源部分(101和102)包括:高壓氣瓶(301)、控壓閥(302)、安全閥(303)、氣囊腔(304)、可移動(dòng)密封面(305)、冷卻工質(zhì)罐(306)、止回閥(307)、流量計(jì)(308)、過濾器(309)， 其中， 來自高壓氣瓶(301)的高壓空氣，經(jīng)過控壓閥(302)以一定流量進(jìn)入冷卻工質(zhì)罐(306)上部的可膨脹氣囊腔(304)， 可膨脹氣囊腔(304)內(nèi)壓力按設(shè)定壓力由控壓閥(302)和安全閥(303)控制，可膨脹氣囊腔(304)內(nèi)氣體推動(dòng)可移動(dòng)密封面(305)移動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)冷卻工質(zhì)罐(306)內(nèi)的液體工質(zhì)流出， 冷卻工質(zhì)受到的壓力是由于可移動(dòng)密封面(305)的擠壓，因此不受不利高過載環(huán)境影響，能夠按照設(shè)定壓力穩(wěn)定流出， 工質(zhì)經(jīng)過止回閥(307)防止回流，經(jīng)流量計(jì)(308)測(cè)量供液流量，最終經(jīng)過濾器(309)排除雜質(zhì)，為噴霧冷卻部分提供需要的穩(wěn)定壓力的冷卻工質(zhì)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不利高過載噴霧冷卻液膜形態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 噴霧冷卻腔部分包括:進(jìn)腔供液管(401)、噴霧腔(402)、噴嘴(403)、伴熱玻璃罩(404)、熱源(405)、真空栗(406)、廢液罐(407)， 其中， 進(jìn)腔供液管(401)和噴霧噴頭(403)用于把來自抗過載壓力源部分的穩(wěn)定冷卻工質(zhì)噴灑在噴霧腔(402)中的熱面(408)上，與熱源(405)表面(408)碰撞產(chǎn)生冷卻效果， 伴熱玻璃罩(404)用于在噴霧腔(402)的底部收集在噴霧腔(402)內(nèi)換熱后的冷卻工質(zhì)， 真空栗(406)用于在噴霧腔(402)底部產(chǎn)生負(fù)壓，使得換熱后的工質(zhì)被抽吸回廢液罐(407)中，實(shí)現(xiàn)廢液收集。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不利高過載噴霧冷卻液膜形態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 液膜觀測(cè)與測(cè)量部分(104)包括:色散共焦位移傳感器(507)，高速攝像儀+顯微放大鏡頭(505)，綠激光冷光源(506)， 其中， 冷卻工質(zhì)(501)經(jīng)過噴嘴(502)噴灑出來，液滴碰撞熱源(504)壁面形成液膜過程由高速攝像儀+顯微放大鏡頭(505)拍攝，綠激光冷光源(506)在提供光源的同時(shí)使拍攝更清晰，使用色散共焦位移傳感器(507)，獲得不同觀測(cè)點(diǎn)的當(dāng)?shù)匾耗ず穸扔^測(cè)量數(shù)據(jù)。7.基于根據(jù)權(quán)利要求1所述的不利高過載噴霧冷卻液膜形態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)的不利高過載噴霧冷卻液膜形態(tài)觀測(cè)方法，其特征在于: 所述離心試驗(yàn)臺(tái)包括離心電機(jī)(105)、轉(zhuǎn)臂(111)和配重塊(107)，噴霧廢液主動(dòng)回收部分包括真空栗(108)和廢液罐(109)， 且所述方法包括: 用離心電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)，以提供各種不利高過載加速度環(huán)境， 用配重(107)平衡轉(zhuǎn)臂重量使旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定，保證觀測(cè)質(zhì)量。8.基于根據(jù)權(quán)利要求1所述的不利高過載噴霧冷卻液膜形態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)的不利高過載噴霧冷卻液膜形態(tài)觀測(cè)方法，其特征在于: 噴霧冷卻腔部分包括設(shè)置在離心試驗(yàn)機(jī)轉(zhuǎn)臂(205)上的噴嘴(202)、噴霧腔壁(203)和熱源(204)， 且所述方法包括: 通過調(diào)整噴霧冷卻腔部分的安裝角度，控制噴霧方向Θ與過載加速度a間夾角β，近似實(shí)現(xiàn)水平不利過載、垂直超重不利過載和垂直失重不利過載環(huán)境模擬，包括: 當(dāng)Θ =-90°，β?0°時(shí)，模擬水平不利高過載環(huán)境； 當(dāng)Θ = 180° -β，β ^ -90°時(shí)，模擬垂直超重不利高過載環(huán)境； 當(dāng)θ = β，β?90°時(shí)，模擬垂直失重不利高過載環(huán)境。9.基于根據(jù)權(quán)利要求1所述的不利高過載噴霧冷卻液膜形態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)的不利高過載噴霧冷卻液膜形態(tài)觀測(cè)方法，其特征在于: 抗過載壓力源部分(101和102)包括:高壓氣瓶(301)、控壓閥(302)、安全閥(303)、氣囊腔(304)、可移動(dòng)密封面(305)、冷卻工質(zhì)罐(306)、止回閥(307)、流量計(jì)(308)、過濾器 (309)， 且所述方法包括: 使來自高壓氣瓶(301)的高壓空氣經(jīng)過控壓閥(302)以一定流量進(jìn)入冷卻工質(zhì)罐(306)上部的可膨脹氣囊腔(304)， 按設(shè)定壓力用控壓閥(302)和安全閥(303)控制可膨脹氣囊腔(304)內(nèi)壓力，用可膨脹氣囊腔(304)內(nèi)氣體推動(dòng)可移動(dòng)密封面(305)移動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)冷卻工質(zhì)罐(306)內(nèi)的液體工質(zhì)流出， 通過可移動(dòng)密封面(305)的擠壓，使冷卻工質(zhì)受到壓力，從而使冷卻工質(zhì)受到的壓力不受不利高過載環(huán)境影響并能夠按照設(shè)定壓力穩(wěn)定流出， 用止回閥(307)防止冷卻工質(zhì)回流， 用流量計(jì)(308)測(cè)量冷卻工質(zhì)中的供液流量， 用過濾器(309)排除冷卻工質(zhì)中的雜質(zhì)，為噴霧冷卻部分提供具有所需要的穩(wěn)定壓力的冷卻工質(zhì)。10.基于根據(jù)權(quán)利要求1所述的不利高過載噴霧冷卻液膜形態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)的不利高過載噴霧冷卻液膜形態(tài)觀測(cè)方法，其特征在于: 噴霧冷卻腔部分包括進(jìn)腔供液管(401)、噴霧腔(402)、噴嘴、伴熱玻璃罩(404)、熱源(405)、真空栗(406)、廢液罐(407)， 且所述方法包括: 用進(jìn)腔供液管(401)和噴嘴把來自抗過載壓力源部分的穩(wěn)定冷卻工質(zhì)噴灑在噴霧腔(402)中的熱面(408)上，與熱源(405)表面(408)碰撞產(chǎn)生冷卻效果， 用伴熱玻璃罩(404)在噴霧腔(402)的底部收集在噴霧腔(402)內(nèi)換熱后的冷卻工質(zhì)， 用真空栗(406)在噴霧腔(402)底部產(chǎn)生負(fù)壓，使換熱后的工質(zhì)被抽吸回廢液罐(407)中，實(shí)現(xiàn)廢液收集。
【專利摘要】不利高過載下的噴霧冷卻液膜形態(tài)觀察系統(tǒng)和方法，以通過觀測(cè)不利高過載環(huán)境下噴霧冷卻試驗(yàn)冷卻表面液膜厚度以及液滴撞擊壁面后液膜的形成過程和流動(dòng)形態(tài)，揭示不利高過載環(huán)境下噴霧冷卻模型和傳熱準(zhǔn)則。該方法通過改進(jìn)改善噴霧冷卻系統(tǒng)的壓力源、廢液回收部分，而具有抗過載能力，保證了在過載環(huán)境下進(jìn)行穩(wěn)定的工質(zhì)流動(dòng)，完成噴霧冷卻和廢液回收。另外，通過把抗過載噴霧冷卻觀測(cè)系統(tǒng)和離心試驗(yàn)機(jī)結(jié)合起來，并通過控制觀測(cè)系統(tǒng)和試驗(yàn)機(jī)的安裝角度，模擬不同的不利高過載環(huán)境，在不同的高過載環(huán)境下實(shí)現(xiàn)噴霧冷卻液膜的觀測(cè)，在得到數(shù)據(jù)和現(xiàn)象的基礎(chǔ)上能夠得到進(jìn)一步分析不利高過載下冷卻原理及不利高過載環(huán)境對(duì)冷卻的影響。
【IPC分類】G01N21/85, G01B11/06
【公開號(hào)】CN105203545
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510580436
【發(fā)明人】龐麗萍, 楊超, 劉猛, 郭琪, 劉棟
【申請(qǐng)人】北京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月11日