大型结冰风洞高度模拟方法
专利摘要:本发明公开了一种大型结冰风洞高度模拟方法,先建立结冰风洞高度模拟系统,再采用结冰风洞高度模拟系统进行结冰风洞的高度模拟;所述建立结冰风洞高度模拟系统,包括如下步骤:1)结冰风洞高度模拟系统的工艺流程设计、施工安装设计;2)结冰风洞高度模拟系统的设备、管道、仪表及控制装置的设计、选型、订货与加工制造;3)确定所有相关设备基础土建的技术要求;4)结冰风洞高度模拟系统的安装和现场制作、调试、风洞运行联调。本发明大型结冰风洞高度模拟方法,其能模拟高度不大于20000m的风洞内真空压力控制。
专利说明:
大型结冰风洞高度模拟方法
[0001] 技术领域
[0002] 本发明涉及风洞领域,具体涉及一种大型结冰风洞高度模拟方法。
[0003] 背景技术
[0004] 结冰风洞需要配置高度模拟系统,高度模拟系统的主要功能是控制结冰回路内气体的压力,以使试验段静压满足不同海拔高度(当地海拔高度~20000m,其中当地海拔高度~7000m主要用于结冰试验,7000~20000m主要用于高空低雷诺数试验)的压力模拟要求,从而模拟飞行器的飞行高度。
[0005] 发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种大型结冰风洞高度模拟方法,其能模拟高度不大于20000m的风洞内真空压力控制。
[0007] 为实现上述目的,本发明的技术方案是设计一种大型结冰风洞高度模拟方法,先建立结冰风洞高度模拟系统,再采用结冰风洞高度模拟系统进行结冰风洞的高度模拟;
[0008] 所述建立结冰风洞高度模拟系统,包括如下步骤:
[0009] 1)结冰风洞高度模拟系统的工艺流程设计、施工安装设计,包括泵、阀、管路、水气分配等接口设计、管路系统结构设计、阀门选型等;
[0010] 2)结冰风洞高度模拟系统的设备(包括真空泵、各类阀门、净化水装置及其他辅设、真空泵启动控制器等)、管道、仪表及控制装置的设计、选型、订货与加工制造;
[0011] 3)确定所有相关设备基础土建的技术要求;
[0012] 4)结冰风洞高度模拟系统的安装和现场制作、调试、风洞运行联调;
[0013] 建立的结冰风洞高度模拟系统包括:与结冰风洞连接的吸气主管道,以及PLC控制器;吸气主管道连接真空泵组,真空泵组由罗茨泵组和水环泵组构成,罗茨泵组包括多个罗茨泵,水环泵组包括多个水环泵;各罗茨泵分别配有软启动器,各水环泵分别配有变频器;PLC控制器包括电源模块、主CPU、通讯模块、模拟量输入端、数字量输出端、数字量输入端;各软启动器和各变频器通过现场总线与PLC控制器的通讯模块连接;
[0014] 所述PLC控制器控制水环泵组单独工作,可模拟高度小于7000m(39kPa)的风洞内真空压力控制;
[0015] 所述PLC控制器控制罗茨泵组和水环泵组共同工作,可模拟高度7000m至20000m(39kPa~5kPa)的风洞内真空压力控制。
[0016] 优选的,各罗茨泵分别连接冷却器,冷却器由水池供水,水池配有冷却水塔,水池通过水泵向冷却水塔泵水,冷却水塔配有风机;水泵和风机与电机控制箱连接;电机控制箱与PLC控制器的模拟量输入端、数字量输出端、数字量输入端分别连接。
[0017] 优选的,所述吸气主管道上还设有气动蝶阀、气动调节阀、压力变送器和温度变送器;气动蝶阀位于罗茨泵组和水环泵组之间;气动调节阀、压力变送器和温度变送器都位于结冰风洞和真空泵组之间;气动调节阀和气动蝶阀分别配有气动阀门定位器;各气动阀门定位器、压力变送器和温度变送器通过现场总线与PLC控制器的通讯模块连接。
[0018] 优选的,所述PLC控制器还连接结真空泵厂房监控站。
[0019] 优选的,所述PLC控制器还通过光纤以太网连接结冰风洞核心控制上位机。
[0020] 本发明的优点和有益效果在于:提供一种大型结冰风洞高度模拟方法,其能模拟高度不大于20000m的风洞内真空压力控制。
[0021] 具体实施方式
[0022] 下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0023] 一种大型结冰风洞高度模拟方法,先建立结冰风洞高度模拟系统,再采用结冰风洞高度模拟系统进行结冰风洞的高度模拟;
[0024] 所述建立结冰风洞高度模拟系统,包括如下步骤:
[0025] 1)结冰风洞高度模拟系统的工艺流程设计、施工安装设计,包括泵、阀、管路、水气分配等接口设计、管路系统结构设计、阀门选型等;
[0026] 2)结冰风洞高度模拟系统的设备(包括真空泵、各类阀门、净化水装置及其他辅设、真空泵启动控制器等)、管道、仪表及控制装置的设计、选型、订货与加工制造;
[0027] 3)确定所有相关设备基础土建的技术要求;
[0028] 4)结冰风洞高度模拟系统的安装和现场制作、调试、风洞运行联调;
[0029] 建立的结冰风洞高度模拟系统包括:与结冰风洞连接的吸气主管道,以及PLC控制器;吸气主管道连接真空泵组,真空泵组由罗茨泵组和水环泵组构成,罗茨泵组包括多个罗茨泵,水环泵组包括多个水环泵;各罗茨泵分别配有软启动器,各水环泵分别配有变频器;PLC控制器包括电源模块、主CPU、通讯模块、模拟量输入端、数字量输出端、数字量输入端;各软启动器和各变频器通过现场总线与PLC控制器的通讯模块连接;
[0030] 所述PLC控制器控制水环泵组单独工作,可模拟高度小于7000m(39kPa)的风洞内真空压力控制;
[0031] 所述PLC控制器控制罗茨泵组和水环泵组共同工作,可模拟高度7000m至20000m(39kPa~5kPa)的风洞内真空压力控制。
[0032] 优选的,各罗茨泵分别连接冷却器,冷却器由水池供水,水池配有冷却水塔,水池通过水泵向冷却水塔泵水,冷却水塔配有风机;水泵和风机与电机控制箱连接;电机控制箱与PLC控制器的模拟量输入端、数字量输出端、数字量输入端分别连接。
[0033] 优选的,所述吸气主管道上还设有气动蝶阀、气动调节阀、压力变送器和温度变送器;气动蝶阀位于罗茨泵组和水环泵组之间;气动调节阀、压力变送器和温度变送器都位于结冰风洞和真空泵组之间;气动调节阀和气动蝶阀分别配有气动阀门定位器;各气动阀门定位器、压力变送器和温度变送器通过现场总线与PLC控制器的通讯模块连接。
[0034] 优选的,所述PLC控制器还连接结真空泵厂房监控站。
[0035] 优选的,所述PLC控制器还通过光纤以太网连接结冰风洞核心控制上位机。
[0036] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求:1.大型结冰风洞高度模拟方法,其特征在于,先建立结冰风洞高度模拟系统,再采用结冰风洞高度模拟系统进行结冰风洞的高度模拟;
所述建立结冰风洞高度模拟系统,包括如下步骤:
1)结冰风洞高度模拟系统的工艺流程设计、施工安装设计;
2)结冰风洞高度模拟系统的设备、管道、仪表及控制装置的设计、选型、订货与加工制造;
3)确定所有相关设备基础土建的技术要求;
4)结冰风洞高度模拟系统的安装和现场制作、调试、风洞运行联调;
建立的结冰风洞高度模拟系统包括:与结冰风洞连接的吸气主管道,以及PLC控制器;吸气主管道连接真空泵组,真空泵组由罗茨泵组和水环泵组构成,罗茨泵组包括多个罗茨泵,水环泵组包括多个水环泵;各罗茨泵分别配有软启动器,各水环泵分别配有变频器;PLC控制器包括电源模块、主CPU、通讯模块、模拟量输入端、数字量输出端、数字量输入端;各软启动器和各变频器通过现场总线与PLC控制器的通讯模块连接;
所述PLC控制器控制水环泵组单独工作,可模拟高度小于7000m的风洞内真空压力控制;
所述PLC控制器控制罗茨泵组和水环泵组共同工作,可模拟高度7000m至20000m的风洞内真空压力控制。
2.根据权利要求1所述的大型结冰风洞高度模拟方法,其特征在于,各罗茨泵分别连接冷却器,冷却器由水池供水,水池配有冷却水塔,水池通过水泵向冷却水塔泵水,冷却水塔配有风机;水泵和风机与电机控制箱连接;电机控制箱与PLC控制器的模拟量输入端、数字量输出端、数字量输入端分别连接。
3.根据权利要求2所述的大型结冰风洞高度模拟方法,其特征在于,所述吸气主管道上还设有气动蝶阀、气动调节阀、压力变送器和温度变送器;气动蝶阀位于罗茨泵组和水环泵组之间;气动调节阀、压力变送器和温度变送器都位于结冰风洞和真空泵组之间;气动调节阀和气动蝶阀分别配有气动阀门定位器;各气动阀门定位器、压力变送器和温度变送器通过现场总线与PLC控制器的通讯模块连接。
4.根据权利要求3所述的大型结冰风洞高度模拟方法,其特征在于,所述PLC控制器还连接结真空泵厂房监控站。
5.根据权利要求4所述的大型结冰风洞高度模拟方法,其特征在于,所述PLC控制器还通过光纤以太网连接结冰风洞核心控制上位机。
公开号:CN110608867
申请号:CN201911041914.1A
发明人:柳庆林 姜裕标 郭龙 李士伟 云长江 赵维明 张平涛 王梓旭 熊建军 林伟 赖庆仁 赵照 冉林 张轲 吕波
申请人:中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所
申请日:2019-10-30
公开日:2019-12-24
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