飞机电动环控系统的热湿特性试验平台

1.本发明涉及实验平台技术领域，特别是涉及一种飞机电动环控系统的热湿特性试验平台。


背景技术：

2.飞机座舱环境控制系统(environmentalcontrolsystem，ecs)，简称环控系统，是维持飞机座舱内部压力、温度/湿度及空气品质等环境参数的重要保障，为飞行员及乘客创造正常舒适的生活环境。现代飞机的环控系统多采用空气循环制冷系统(aircyclerefrigerationsystem，acs)，acs主要由换热器(包括初级散热器、次级散热器、回热器以及冷凝器)、空气循环机(包括压气机、风扇和涡轮)和水分离器三大部分构成。
3.传统的acs采用的气源是发动机引气，而相比传统acs，电动环控系统取消发动机引气，改为采用电机驱动压气机压缩外界空气作为高压气源，为环控系统供气。所以，从电动环控系统工作原理可知，换热器与电动压气机均为电动环控系统的关键部件。其中，电动压气机为电动环控系统供气，换热器承担了电动环控系统的主要传热过程，并且换热器的运行工况大部分为空气-水混合工质下的热湿工况。飞机电动环控系统中电动压气机与换热器往往串联使用，内部流动同一工质，就工质热力参数而言存在互相关联与影响。但是现有技术中换热器研究领域中，大部分以干空气介质为主，尚未见到针对飞机电动环控系统的换热器与电动压气机进行热湿特性试验的试验平台设计。因此，现有技术无法综合考虑这两大部件的湿工况测试，无法更真实地模拟飞机电动环控系统实际运行状态。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种飞机电动环控系统的热湿特性试验平台，能够综合考虑换热器与电动压气机的湿工况测试，更真实地模拟飞机电动环控系统实际运行状态。
5.本发明提供一种飞机电动环控系统的热湿特性试验平台，
6.包括：风机、压气机、喷雾装置、工质检测装置和换热器，所述换热器包括热边入口、冷边入口、热边出口和冷边出口；
7.所述喷雾装置包括第一喷嘴和第二喷嘴；
8.所述风机的出口与所述冷边入口通过第一管道连通；所述第一喷嘴设置在所述风机的出口处用于向所述第一管道中喷水雾；所述风机用于将换热工质输送至换热器中；
9.所述压气机的出口与所述热边入口通过第二管道连通；所述第二喷嘴用于向所述压气机的进口喷雾；所述压气机用于将所述换热工质输送至换热器中；
10.所述换热工质包括空气和喷雾，所述工质检测装置用于检测所述换热工质的物理性能。
11.优选的，所述工质检测装置包括第一检测装置、第二检测装置、第三检测装置和第四检测装置，所述热边入口、所述冷边入口、所述热边出口、所述冷边出口和所述风机的出口均设置有第一检测装置，所述第一检测装置用于检测工质的温度、湿度和压力，所述第二
检测装置的一端设置在所述冷边入口，另一端设置在所述冷边出口，所述第二检测装置检测所述冷边入口和所述冷边出口的压差；所述第一喷嘴与所述冷边入口之间、所述第二喷嘴与所述压气机的进口之间均设置有所述第三检测装置，所述第三检测装置用于检测所述喷雾的水滴粒径，所述热边出口和所述冷边出口均设置一个所述第四检测装置，所述第四检测装置用于检测所述换热工质的质量流量。
12.优选的，所述第一检测装置为压力变送器、温度变送器和湿度变送器。
13.优选的，所述第二检测装置为压差变送器。
14.优选的，所述第三检测装置包括第一激光粒度仪和第二激光粒度仪，所述第一激光粒度仪设置在所述所述第一喷嘴与所述冷边入口之间，用于检测所述第一喷嘴喷出的喷雾中的水滴粒径；所述第二激光粒度仪设置在所述第二喷嘴与所述压气机的进口之间，用于检测所述第二喷嘴喷出的喷雾中的水滴粒径。
15.优选的，还包括计算机，所述计算机与所述第一激光粒度仪、所述第二激光粒度仪通信连接，所述计算机用于接收并处理所述所述第一激光粒度仪、所述第二激光粒度仪的测量信号。
16.优选的，所述第四检测装置包括第一质量流量计和第二质量流量计，所述第一质量流量计设置在所述冷边出口，用于检测所述冷边出口处的所述换热工质的质量流量，所述第二质量流量计用于设置在所述热边出口，用于检测所述热边出口处的所述换热工质的质量流量。
17.优选的，还包括第一调频器，所述第一调频器与所述风机电连接，所述第一调频器用于为所述风机供电并能够控制所述风机输送的流量。
18.优选的，还包括第二调频器，所述第二调频器与所述压气机电连接，所述第二调频器用于为所述压气机供电并能够控制所述压气机输送的流量。
19.优选的，所述喷雾装置还包括空压机和压力水罐，所述压力水罐包括进气口和出水口，所述空压机的出口与所述第一喷嘴的进气口、所述进气口和所述第二喷嘴的进气口连通，所述压力水罐的出水口与所述第一喷嘴的进水口、第二喷嘴的进水口连通。
20.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
21.本发明通过在飞机电动环控系统中加入喷雾装置和工质检测装置，喷雾装置能够向系统中喷洒喷雾，使系统在湿工况下运行；并且，工质检测装置能够检测换热工质的物理性能，包括换热工质的温度、湿度、压力、不同部位的压力差和流量等物理性能，可以根据具体的实验设置具体的检测项目和检测位置。从而能够实现在换热器的研究中，使用包含喷雾换热介质进行换热，从而能够针对飞机电动环控系统的换热器与压气机进行热湿特性试验，包括换热器热湿特性试验、压气机热湿特性试验、关键部件(换热器与压气机)热湿特性综合试验。能够综合考虑这两大部件的湿工况测试，能够更加真实地模拟飞机电动环控系统的运行状态。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获
得其他的附图。
23.图1为本发明提供的飞机电动环控系统的热湿特性试验平台的结构示意图；
24.图2为本发明提供的环境检测装置的结构示意图。
25.其中：1-电动压气机；2-观察窗；3-第二激光粒度仪；4-导管；5-第二喷嘴；6-第五阀门；7-第四阀门；8-空压机；9-压力水罐；10-第一阀门；11-压力变送器；12-第三阀门；13-第二水流量计；14-第二阀门；15-第一水流量计；16-风机；17-第一调频器；18-第一喷嘴；19-第一激光粒度仪；20-计算机；21-压差变送器；22-热边入口；23-冷边入口；24-热边出口；25-换热器；26-冷边出口；27-第二质量流量计；28-第一质量流量计；29-温度变送器；30-湿度变送器；31-第二调频器。
具体实施方式
26.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.本发明的目的是提供一种飞机电动环控系统的热湿特性试验平台，以解决上述现有技术存在的问题，能够综合考虑换热器与电动压气机的湿工况测试，更真实地模拟飞机电动环控系统实际运行状态。
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
29.实施例一
30.本实施例提供一种飞机电动环控系统的热湿特性试验平台，如图1所示，包括：风机16、压气机1、喷雾装置、工质检测装置和换热器25，换热器25包括热边入口22、冷边入口23、热边出口24和冷边出口26；喷雾装置包括第一喷嘴18和第二喷嘴5；风机16的出口与冷边入口23通过第一管道连通；第一喷嘴18设置在风机16的出口处用于向第一管道中喷水雾；风机16用于将换热工质输送至换热器25中；压气机的出口与热边入口22通过第二管道连通；第二喷嘴5用于向压气机的进口喷雾；压气机用于将换热工质输送至换热器25中；换热工质包括空气和喷雾，工质检测装置用于检测换热工质的物理性能。在飞机电动环控系统中加入喷雾装置和工质检测装置，喷雾装置能够向系统中喷洒喷雾，使系统在湿工况下运行；并且，工质检测装置能够检测换热工质的物理性能，包括换热工质的温度、湿度、压力、不同部位的压力差和流量等物理性能，可以根据具体的实验设置具体的检测项目和检测位置。从而能够实现在换热器25的研究中，使用包含喷雾换热介质进行换热，从而能够针对飞机电动环控系统的换热器25压气机进行热湿特性试验，包括换热器25热湿特性试验、压气机热湿特性试验、关键部件(换热器25与压气机)热湿特性综合试验。能够综合考虑这两大部件的湿工况测试，能够更加真实的模拟飞机电动环控系统的运行状态。
31.本实施例中，工质检测装置包括第一检测装置、第二检测装置、第三检测装置和第四检测装置，热边入口22、冷边入口23、热边出口24、冷边出口26和风机16的出口均设置有第一检测装置，第一检测装置用于检测工质的温度、湿度和压力，第二检测装置的一端设置在冷边入口23，另一端设置在冷边出口26，第二检测装置检测冷边入口23和冷边出口26的
压差；第一喷嘴18与冷边入口23之间、第二喷嘴5与压气机的进口之间均设置有第三检测装置，第三检测装置用于检测喷雾的水滴粒径，热边出口24和冷边出口26均设置一个第四检测装置，第四检测装置用于检测换热工质的质量流量。根据实验需求，在需要设置工质检测装置的位置设置检测装置，实现对工质的物理性能的检测，为实验提供基础数据，便于实验的进行和分析。
32.本实施例中，优选采用第一检测装置包括用于检测压力的压力变送器11、用于检测温度的温度变送器29和用于检测湿度的湿度变送器30。
33.本实施例中，第二检测装置优选采用压差变送器21检测压差。本实施例中的压力变送器11、温度变送器29、湿度变送器30和压差变送器21均为将探头插入换热介质流通的管道中并固定安装。
34.本实施例中，第三检测装置包括第一激光粒度仪19和第二激光粒度仪3，第一激光粒度仪19设置在第一喷嘴18与冷边入口23之间，用于检测第一喷嘴18喷出的喷雾中的水滴粒径；第二激光粒度仪3设置在第二喷嘴5与压气机的进口之间，用于检测第二喷嘴5喷出的喷雾中的水滴粒径。具体的，本实施例中在第一管道上，冷边入口23与第一喷嘴18之间的位置设置有透明的观察窗2，并将第一激光粒度仪19设置在观察窗2外，用于检测第一管道中的喷雾的水滴粒径；关于第二激光粒度仪3的设置，在压气机的入口处，设置截面更大的不锈钢导管4，用于将第二喷嘴5喷出的喷雾导入压气机中，并且，在导管4上也设置有透明的观察窗2，将第二激光粒度仪3设置在观察窗2外，用于检测进入压气机的喷雾中的水滴粒径。
35.本实施例中，还包括计算机20，计算机20与第一激光粒度仪19、第二激光粒度仪3通信连接，计算机20用于接收并处理第一激光粒度仪19、第二激光粒度仪3的测量信号。
36.本实施例中，第四检测装置包括第一质量流量计28和第二质量流量计27，第一质量流量计28设置在冷边出口26，用于检测冷边出口26处的换热工质的质量流量，第二质量流量计27用于设置在热边出口24，用于检测热边出口24处的换热工质的质量流量。
37.本实施例中，还包括第一调频器17，第一调频器17与风机16电连接，第一调频器17用于为风机16供电并能够控制风机16输送的流量。
38.本实施例中，还包括第二调频器31，第二调频器31与压气机电连接，第二调频器31用于为压气机供电并能够控制压气机输送的流量。本实施例中的压气机优选为电动压气机1。
39.本实施例中，喷雾装置还包括空压机8和压力水罐9，压力水罐9包括进气口和出水口，空压机8的出口与第一喷嘴18的进气口、进气口和第二喷嘴5的进气口连通，压力水罐9的出水口与第一喷嘴18的进水口、第二喷嘴5的进水口连通。
40.本实施例中，通过换热热边、冷边和喷雾装置中介质的流通路径分类，包括热路、冷路和喷雾管路。
41.其中，热路从电动压气机1开始，电动压气机1入口安装有截面更大的不锈钢管道，用以气体导入与喷雾导入，并且管道加工有观察窗2，观察窗2两侧可放置第二激光粒度仪3，调频器通过输电线连接电动压气机1，第二管道为不锈钢管道，输送气体(换热介质)，压气机出口通过法兰连接第二管道，之后第二管道通过法兰连接至换热器25热边入口22，换热器25热边出口24通过法兰连接不锈钢管道，最后不锈钢管道通过法兰连接至第二质量流
量计27，换热器25热边入出口附近均设置有压力变送器11、温度变送器29和湿度变送器30，他们各自的探测头插入管道中并固定安装。
42.冷路从风机16开始，第一调频器17通过输电线连接风机16；风机16出口通过法兰连接第一管道，第一管道为不锈钢管道，第一管道另一端通过法兰连接换热器25冷边入口23，第一管道中间一处加工有透明观察窗2，换热器25冷边出口26通过法兰连接不锈钢管道，不锈钢管道通过法兰连接第一质量流量计28，换热器25冷边入出口附近有压力变送器11、压差变送器21、温度变送器29与湿度变送器30，他们的探测头插入管道中并固定安装。此外，激光粒度仪放置在观察窗2两侧，通过数据线与计算机20连接。
43.喷雾管路从空压机8开始，通过pu软管及软管接头，连接第一阀门10、第四阀门7、第五阀门6，第一阀门10之后连接用于雾化的第一喷嘴18，第四阀门7之后连接至压力水罐9，第五阀门6之后连接至用于雾化的第二喷嘴5；压力水罐9底部出水，通过pu软管及软管接头，连接第二阀门14、第三阀门12，之后连接至第一水流量计15与第二水流量计13，之后连接至第一喷嘴18与第二喷嘴5；第一喷嘴18和第二喷嘴5均通过支架固定安装。
44.本实施例还为飞机电动环控系统的热湿特性试验平台安装有环境物理性能检测的压力、温度、湿度检测设备，用于检测飞机电动环控系统的热湿特性试验平台所处环境的物理性能，为飞机电动环控系统的热湿特性试验平台的运行提供环境参数。本实施例中，当飞机电动环控系统的热湿特性试验平台在室内时，用于检测环境物理性能的环境检测装置，如图2所述，包括压力变送器11、温度变送器29、湿度变送器30直接暴露在室内环境中。
45.本实施例中通过雾化喷嘴为换热器25冷边空气加湿喷雾，模拟电动环控系统中次级散热器冷边入口23喷水，进而开展换热器25热湿特性试验研究。
46.本实施例中通过雾化喷嘴为电动压气机1入口加湿喷雾，模拟电动环控系统的电动压气机1入口喷水，将湿压缩技术应用于电动环控系统，进而开展电动压气机1热湿特性试验研究。
47.本实施例中将换热器25热湿特性试验与电动压气机1热湿特性试验综合在一套试验平台上，换热器25冷边实现入口喷水，同时电动压气机1为换热器25热边供气，并实现电动压气机1入口喷水。两大部件可独立，也可同时开展热湿特性试验，在试验操作上不会存在互相影响与干扰，部分设备共用，如激光粒度仪、压力水罐9等，试验具备一定经济性，且可缩短环控系统两大关键部件的试验研究周期。
48.本实施例中采用风机16为冷路供气，冷路入口空气是常温的干空气，模拟高空飞行环境下较为干燥的冲压空气。
49.本实施例中采用电动压气机1为换热器25热边供气，模拟电动环控系统的电动压气机1进气，可实现高压比。一方面电动压气机1作为湿压缩测试对象，实现压气机入口喷水，完成电动压气机1热湿特性试验；另一方面利用电动压气机1在高压比下的升压升温效应，出口的高温湿空气，可作为换热器25试验中的热边入口22的高温工质，与冷边的低温空气换热。这也进一步模拟电动环控系统中电动压气机1压缩后的空气进入初级散热器热边换热的系统流程，更真实模拟出环控系统电动压气机1引气实际运行状态。
50.此外，质量流量计在管路中可以处于任意位置，不限于管道出口。
51.本实施例中，通过第一喷嘴18为换热器25冷边空气加湿喷雾，模拟环控系统中次级散热器冷边入口23喷水。同时，本实施例湿压缩技术应用于电动环控系统，通过第二喷嘴
5为电动压气机1入口加湿喷水雾，模拟电动环控系统的电动压气机1入口喷水，为电动环控系统的换热器25与电动压气机1热湿特性试验研究提供技术支持。
52.本实施例结合了换热器25热湿特性试验与电动压气机1热湿特性试验的平台特点，形成了一套综合试验平台，可独立也可同时开展两大部件的热湿特性试验测试，可提高试验研究经济性，缩短研究周期；整套平台能模拟高空飞行环境下电动环控系统的换热器25与电动压气机1的工作状态，试验开展也更贴近飞机环控系统实际状况，试验结果也将更为精确可信。能够为飞机电动环控系统节能性与关键部件热湿特性研究提供理论基础与试验支持。
53.实施例二
54.本实施例中，采用实施例一中的装置进行换热器25热湿特性试验。
55.换热器25热湿特性试验的目的是测试研究换热器25在空气-水两相工质的湿工况下的传热与流动特性。具体测试方法如下：
56.热路由电动压气机1供气，通过第二调频器31调节气体流量，模拟电动环控系统的电动压气机1进气。高温高压空气通入换热器25热边入口22，与换热器25冷边空气进行换热，之后由换热器25热边出口24排出。在换热器25热边入出口附近采用压力变送器11与温度变送器29采集压力、温度信号，获取热边入出口空气的压力、温度数据，出口末端采用第二质量流量计27测量管道空气流量。
57.冷路由风机16供气，模拟飞机环控系统次级散热器冷边的冲压空气，风机16通过第一调频器17调节空气流量，空气经风机16驱动进入第一管道，第一管道入口处即风机16出口处布置压力变送器11、温度变送器29与湿度变送器30，测量管道入口处的空气压力、温度与湿度数据。
58.第一管道为不锈钢管道，第一管道中间安装第一喷嘴18，第一喷嘴18通过软管与第一阀门10连接至第一管道外部的空压机8，通过软管与第二阀门14连接至管道外部的压力水罐9，空压机8提供高压空气，分为两路，一路直接通入第一喷嘴18，通过第一阀门10调节供气流量大小，另一路通入压力水罐9，用以给水罐加压，提升水压。通过第二阀门14调节供水流量大小，第一水流量计15测量供水流量。高压空气与高压水在第一喷嘴18中混合喷出，实现雾化，为第一管道的干空气提供喷雾，模拟环控系统次级散热器冷边入口23喷水。
59.第一管道喷雾与干空气混合，形成空气-水两相工质，流经管道观察窗2，进入换热器25冷边入口23，第一管道观察窗2外部两侧布置第一激光粒度仪19，用以测量喷雾粒径，粒度仪采集喷雾粒径数据，导入计算机20显示喷雾粒径数值。含液态水滴的湿空气在换热器25冷边与热边的高温高压空气换热，吸热升温，进而从换热器25冷边出口26排出，冷边出口26处采用第一质量流量计28测量管道空气流量，换热器25冷边入出口附近均通过压力、温度与湿度变送器30，测量湿空气压力、温度与湿度数据，同时通过压差变送器21测量进出口压差。
60.上述采集获取的热力数据有热边与冷边空气质量流量、冷边喷水量、喷雾粒径、热边入出口压力与温度、冷边入出口压力、压差、温度与湿度，在不同热边冷边空气质量流量下，不同喷雾粒径下以及不同喷水量下，通过入出口温度得到换热效率，通过入出口压差得到换热器25流阻，入出口湿度得到水蒸发量，最终获取换热器25传热与流阻特性，揭示换热器25的热湿特性，从而为高空干燥环境下的环控系统散热器冷边入口23喷水提供理论基础
与试验支持。
61.实施例三
62.本实施例采用实施例一中的装置进行电动压气机1热湿特性试验。
63.电动压气机1热湿特性试验的目的是测试研究电动压气机1的湿压缩特性。具体测试方法如下：
64.电动压气机1通过第二调频器31供电并调节频率，控制空气流量。电动压气机1入口处装有带观察窗2的管道，环境空气在电动压气机1入口抽吸作用下流进入口管道，入口空气的压力、温度、湿度可以通过在室内布置的压力变送器11、温度变送器29与湿度变送器30测量。
65.电动压气机1管道入口处中心位置安装第二喷嘴5，第二喷嘴5通过软管与第五阀门6连接至管道外部的空压机8，通过软管与第三阀门12连接至管道外部的压力水罐9，空压机8提供高压空气，分为两路，一路直接通入第二喷嘴5，通过第五阀门6调节供气流量大小，另一路通入压力水罐9，用以给水罐加压，提升水压，通过第三阀门12调节供水流量大小，第二水流量计13测量供水流量。高压空气与高压水在第二喷嘴5中混合喷出，实现雾化，为电动压气机1入口提供喷雾，模拟电动压气机1入口喷水，创造湿压缩的入口工质条件。
66.电动压气机1入口处喷雾与入口干空气混合，形成空气-水两相工质，流经管道观察窗2，进入压气机，管道观察窗2外部两侧布置激光粒度仪，用以测量喷雾粒径，粒度仪采集喷雾粒径数据，导入计算机20显示喷雾粒径数值。喷雾与干空气混合后进入电动压气机1中压缩，升压升温，形成高压高温湿空气，由压气机出口排出，流入热路管道。在热路管道末端出口处采用第二质量流量计27测量管道空气流量，在压气机出口处通过压力、温度与湿度变送器30，测量出口湿空气的压力、温度与湿度数据。
67.上述采集获取的热力数据有环境空气温度、湿度、压力，电动压气机1出口空气的温度、湿度、压力，电动压气机1空气流量、喷水量、喷雾粒径，计算在不同压气机空气流量下、不同喷水量下、不同喷雾粒径下，通过入出口压力得到电动压气机1压比，通过入出口温度得到压气机效率与功耗，通过入出口湿度得到水蒸发量，获取电动压气机1的湿压缩性能，揭示电动压气机1的热湿特性，从而为电动环控系统的电动压气机1入口喷水提供理论基础与试验支持。
68.实施例四
69.本实施例中，利用实施例一中的装置进行关键部件热湿特性综合试验，本实施例中优选的关键部件为换热器25和电动压气机1。
70.关键部件热湿特性综合试验可联合开展换热器25与电动压气机1的湿工况试验，具体测试方法如下：
71.冷路由风机16供气，模拟飞机环控系统次级散热器冷边的冲压空气，风机16通过第一调频器17调节空气流量，空气经风机16驱动进入第一管道，管道入口处即风机16出口处布置压力变送器11、温度变送器29与湿度变送器30，测量第一管道入口处的空气压力、温度与湿度数据。热路由电动压气机1供气，电动压气机1通过第二调频器31调节空气流量，模拟电动环控系统中的电动压气机1进气。电动压气机1入口处装有带观察窗2的管道，入口空气的压力、温度、湿度可以通过在室内布置的压力变送器11、温度变送器29与湿度变送器30测量。
72.第一管道中间与电动压气机1入口处中心位置分别安装雾化喷嘴，雾化喷嘴均通过软管与阀门连接至管道外部的空压机8，通过软管与阀门连接至管道外部的压力水罐9。空压机8提供高压空气，分为三路，一路直接通入第一喷嘴18，一路直接通入第二喷嘴5，均通过阀门调节供气流量大小，另一路通入压力水罐9，用以给水罐加压，提升水压。压力水罐9提供高压水，分为两路，一路直接通入第一喷嘴18，另一路直接通入第二喷嘴5，均通过阀门调节供水流量大小，第一水流量计15与第二水流量计13分别测量两路的供水流量。高压空气与高压水分别在第一喷嘴18与第二喷嘴5中混合喷出，实现雾化，分别为第一管道与电动压气机1入口提供喷雾，模拟电动环控系统次级散热器冷边入口23喷水以及电动压气机1入口喷水。
73.第一管道内部喷雾与来流干空气混合，形成空气-水两相工质，流经第一管道观察窗2，进入换热器25冷边入口23。同时，电动压气机1入口处喷雾与入口干空气混合，形成空气-水两相工质，流经压气机入口管道观察窗2，进入电动压气机1。第一管道观察窗2与电动压气机1入口管道观察窗2外部两侧依次布置激光粒度仪，用以测量喷雾粒径，粒度仪采集喷雾粒径数据，导入计算机20显示第一管道内部与电动压气机1入口处的喷雾粒径数值。
74.含液态水滴的湿空气在换热器25冷边与热边的高温高压湿空气换热，吸热升温，进而从换热器25冷边出口26排出，冷路出口处采用第一质量流量计28测量管道空气流量，换热器25冷边入出口附近均通过压力、温度与湿度变送器30，测量湿空气压力、温度与湿度数据，通过压差变送器21测量入出口压差。同时，含液态水滴的湿空气进入电动压气机1中压缩，升压升温，水滴蒸发，形成高温高压湿空气，由压气机出口排出，流入热路管道，进入换热器25热边入口22，与冷边的低温湿空气换热，之后从换热器25热边出口24排出，在热路管道出口处采用第二质量流量计27测量管道空气流量，在电动压气机1出口处即换热器25热边入口22处通过压力、温度与湿度变送器30，测量压缩后的湿空气的压力、温度与湿度数据，并且在换热器25热边出口24处测量出口湿空气的压力、温度与湿度数据。
75.上述采集获取的热力数据有换热器25热边与冷边空气质量流量、换热器25冷边喷水量、喷雾粒径、换热器25热边入出口压力与温度、换热器25冷边入出口压力、压差、温度与湿度，在不同热边冷边空气质量流量下，不同喷雾粒径下以及不同喷水量下，通过入出口温度得到换热效率，通过入出口压差得到换热器25流阻，入出口湿度得到换热器25水蒸发量，最终获取换热器25传热与流阻特性，揭示换热器25的热湿特性；同时，采集获取的热力数据有环境空气温度、湿度、压力，电动压气机1出口空气的温度、湿度、压力，电动压气机1空气流量、电动压气机1喷水量、喷雾粒径，计算在不同压气机空气流量下、不同喷水量下、不同喷雾粒径下，通过入出口压力得到电动压气机1压比，通过入出口温度得到压气机效率与功耗，通过入出口湿度得到电动压气机1水蒸发量，获取电动压气机1的湿压缩性能，揭示电动压气机1的热湿特性。为电动环控系统的散热器冷边入口23喷水与电动压气机1入口喷水提供理论基础与试验支持。
76.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种飞机电动环控系统的热湿特性试验平台，其特征在于，包括：风机、压气机、喷雾装置、工质检测装置和换热器，所述换热器包括热边入口、冷边入口、热边出口和冷边出口；所述喷雾装置包括第一喷嘴和第二喷嘴；所述风机的出口与所述冷边入口通过第一管道连通；所述第一喷嘴设置在所述风机的出口处用于向所述第一管道中喷水雾；所述风机用于将换热工质输送至换热器中；所述压气机的出口与所述热边入口通过第二管道连通；所述第二喷嘴用于向所述压气机的进口喷雾；所述压气机用于将所述换热工质输送至换热器中；所述换热工质包括空气和喷雾，所述工质检测装置用于检测所述换热工质的物理性能。2.根据权利要求1所述的飞机电动环控系统的热湿特性试验平台，其特征在于，所述工质检测装置包括第一检测装置、第二检测装置、第三检测装置和第四检测装置，所述热边入口、所述冷边入口、所述热边出口、所述冷边出口和所述风机的出口均设置有第一检测装置，所述第一检测装置用于检测工质的温度、湿度和压力，所述第二检测装置的一端设置在所述冷边入口，另一端设置在所述冷边出口，所述第二检测装置检测所述冷边入口和所述冷边出口的压差；所述第一喷嘴与所述冷边入口之间、所述第二喷嘴与所述压气机的进口之间均设置有所述第三检测装置，所述第三检测装置用于检测所述喷雾的水滴粒径，所述热边出口和所述冷边出口均设置一个所述第四检测装置，所述第四检测装置用于检测所述换热工质的质量流量。3.根据权利要求2所述的飞机电动环控系统的热湿特性试验平台，其特征在于，所述第一检测装置为压力变送器、温度变送器和湿度变送器。4.根据权利要求2所述的飞机电动环控系统的热湿特性试验平台，其特征在于，所述第二检测装置为压差变送器。5.根据权利要求2所述的飞机电动环控系统的热湿特性试验平台，其特征在于，所述第三检测装置包括第一激光粒度仪和第二激光粒度仪，所述第一激光粒度仪设置在所述所述第一喷嘴与所述冷边入口之间，用于检测所述第一喷嘴喷出的喷雾中的水滴粒径；所述第二激光粒度仪设置在所述第二喷嘴与所述压气机的进口之间，用于检测所述第二喷嘴喷出的喷雾中的水滴粒径。6.根据权利要求5所述的飞机电动环控系统的热湿特性试验平台，其特征在于，还包括计算机，所述计算机与所述第一激光粒度仪、所述第二激光粒度仪通信连接，所述计算机用于接收并处理所述所述第一激光粒度仪、所述第二激光粒度仪的测量信号。7.根据权利要求2所述的飞机电动环控系统的热湿特性试验平台，其特征在于，所述第四检测装置包括第一质量流量计和第二质量流量计，所述第一质量流量计设置在所述冷边出口，用于检测所述冷边出口处的所述换热工质的质量流量，所述第二质量流量计用于设置在所述热边出口，用于检测所述热边出口处的所述换热工质的质量流量。8.根据权利要求1所述的飞机电动环控系统的热湿特性试验平台，其特征在于，还包括第一调频器，所述第一调频器与所述风机电连接，所述第一调频器用于为所述风机供电并能够控制所述风机输送的流量。9.根据权利要求8所述的飞机电动环控系统的热湿特性试验平台，其特征在于，还包括
第二调频器，所述第二调频器与所述压气机电连接，所述第二调频器用于为所述压气机供电并能够控制所述压气机输送的流量。10.根据权利要求1所述的飞机电动环控系统的热湿特性试验平台，其特征在于，所述喷雾装置还包括空压机和压力水罐，所述压力水罐包括进气口和出水口，所述空压机的出口与所述第一喷嘴的进气口、所述进气口和所述第二喷嘴的进气口连通，所述压力水罐的出水口与所述第一喷嘴的进水口、第二喷嘴的进水口连通。

技术总结
本发明公开一种飞机电动环控系统的热湿特性试验平台，属于实验平台技术领域，包括风机、压气机、喷雾装置、工质检测装置和换热器，换热器包括热边入口、冷边入口、热边出口和冷边出口；喷雾装置包括第一喷嘴和第二喷嘴；风机的出口与冷边入口通过第一管道连通；第一喷嘴设置在风机的出口处用于向第一管道中喷水雾；风机用于将换热工质输送至换热器中；压气机的出口与热边入口通过第二管道连通；第二喷嘴用于向压气机的进口喷雾；压气机用于将换热工质输送至换热器中；换热工质包括空气和喷雾，工质检测装置用于检测换热工质的物理性能。本发明能够综合考虑换热器与电动压气机的湿工况测试，更真实地模拟飞机电动环控系统实际运行状态。际运行状态。际运行状态。


技术研发人员：杨涵 张兴娟 杨开春 杨春信 王超
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/7/7