一种砂尘可回收式回流砂尘风洞的制作方法

1.本发明属于风洞试验领域，具体涉及一种砂尘可回收式回流砂尘风洞。


背景技术：

2.随着全球极端环境的增多以及飞行器遭遇砂尘环境频次的增加，研究机构愈来愈重视极端环境下装置砂尘环境适应性情况。在火星空间环境探索工程中，极端环境下的火星尘暴和尘卷风会对火星无人机造成磨损，影响其可靠性和使用寿命，严重的会直接导致其失去工作性能；固定翼飞行器在近地低空飞行时，砂尘被吸入短舱，会造成动力系统损耗加快，使发动机出现失效问题，可能造成严重的后果；旋翼飞行器在沙漠环境起降过程中，在旋翼下气流的作用下，地面砂尘等异物会被吸入进气道，对其造成堵塞，使发动机性能下降，可靠性降低，引起安全事故。
3.因此，近年来，各个行业愈发重视针对各类装置和重要部件开展砂尘试验研究，研究砂尘对其性能和可靠性的影响。而砂尘风洞作为砂尘试验的重要手段，受到大家广泛的关注，而开展长周期的砂尘试验，需要采用回流砂尘风洞。
4.目前，传统的回流砂尘风洞为形成温湿度环境，通常布置换热器和加热器等洞内设备，砂尘容易发生堆积，而且砂尘系统回收效率低，容易造成砂尘浪费，难以支撑长周期的砂尘试验，并且运行成本较高。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供一种砂尘可回收式回流砂尘风洞，解决砂尘容易发生堆积的问题。
6.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种砂尘可回收式回流砂尘风洞，包括风洞、挡砂器、砂尘喷射器、温湿度旁路机组、调速支路风机、排尘风机、大型仓式泵组、加砂器、小型仓式泵组、拉瓦尔喷管、空压机模块、流量秤、砂尘分离器组、输送泵、加尘器、罗茨风机和除尘器，气流在风洞的循环风道内沿逆时针流动，在循环风道内的第一拐角和第四拐角之间安装有驻室，所述的驻室的一端与收缩段连接，所述的驻室的另外一端与循环风道上的收集器连接，所述的驻室内安装有转盘，用于调整试验件迎风角度，在循环风道的第一拐角开有风洞除尘口，在循环风道的第二拐角的后面的大角扩散段分别开有温湿度旁路空气出口和调速支路空气出口，在循环风道的第三拐角前面的第二扩散段分别开有调速支路空气入口和温湿度旁路空气入口，在循环风道的第四拐角后面的收缩段上安装有砂尘喷射器，所述的驻室的一端外壳上开有收砂口，所述的驻室的另外一端外壳上分别开有内圈收砂口和外圈收砂口，在循环风道内部，第一拐角和第二拐角之间安装有挡砂器；所述的调速支路风机的入口端通过管道与调速支路空气入口连接，所述的调速支路风机的出口端通过管道与调速支路空气出口连接；所述的温湿度旁路机组的入口端与温湿度旁路空气入口连接，所述的温湿度旁路机组的出口端与温湿度旁路空气出口连接；
所述的挡砂器通过管道与大型仓式泵组连接，所述的大型仓式泵组通过管道与砂尘分离器组连接；所述的前部收砂口、内圈收砂口和外圈收砂口通过管道均与小型仓式泵组连接，所述的小型仓式泵组通过管道与砂尘分离器组连接，所述的小型仓式泵组将前部收砂口、内圈收砂口和外圈收砂口收集到的砂尘输送至砂尘分离器组；所述的输送泵与砂尘分离器组上端的引射口连接，用于提供引射动力；所述的空压机模块通过管道与拉瓦尔喷管连接，所述的拉瓦尔喷管与砂尘喷射器连接，所述的砂尘分离器组分离出来的沙尘通过流量秤分配后供给到拉瓦尔喷管，由所述的砂尘喷射器喷出，所述的空压机模块提供压缩空气作为喷射动力；所述的挡砂器挡下的砂尘通过大型仓式泵组输送至砂尘分离器组，经过分离后，经由流量秤分配，经拉瓦尔喷管后，由砂尘喷射器喷出，所述的风洞除尘口通过管道与除尘器的入口连接，所述的除尘器的第一出口通过管道与排尘风机连接；所述的除尘器的第二出口与砂尘分离器组通过管道连接，同时连接管道上依次并联有罗茨风机和加尘器；所述的加尘器用于加尘；所述的风洞除尘口用于排除循环风道内的尘，经所述的除尘器除尘后，一部分通过所述的排尘风机排出至室外，另外一部分经所述的罗茨风机和输送泵，引入送至砂尘分离器组，经由流量秤分配，经拉瓦尔喷管后，由砂尘喷射器喷出。
7.进一步的，所述的加砂器通过管道与大型仓式泵组连接，用于加砂。
8.本发明的有益效果及优点：本发明的回流式砂尘风洞可以实现多方位砂尘回收，具有砂尘回收效率高的优点，能够实现长周期的砂尘试验，缩减了风洞运行成本。
附图说明
9.图1为本发明提出的回流风洞轮廓及接口图；图2为本发明提出的回流风洞运行流程图。
具体实施方式
10.结合附图给出具体实施方式，通过本实施方式的描述，对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例
11.一种砂尘可回收式回流砂尘风洞，包括风洞、挡砂器5、砂尘喷射器11、温湿度旁路机组13、调速支路风机14、排尘风机15、大型仓式泵组16、加砂器17、小型仓式泵组18、拉瓦尔喷管19、空压机模块20、流量秤21、砂尘分离器组22、输送泵23、加尘器24、罗茨风机25和除尘器26，气流在风洞的循环风道12内沿逆时针流动，在循环风道12内的第一拐角12-1和第四拐角12-4之间安装有驻室27，在循环风道12的第一拐角12-1开有风洞除尘口6，在循环风道12的第二拐角12-2的后面的大角扩散段分别开有温湿度旁路空气出口3和调速支路空气出口4，在循环风道12的第三拐角12-3前面的第二扩散段分别开有调速支路空气入口2和温湿度旁路空气入口1，在循环风道12的第四拐角12-4后面的收缩段上安装有砂尘喷射器
11，所述的驻室27的一端与收缩段连接，所述的驻室27的另外一端与循环风道12上的收集器28连接，所述的驻室27内安装有转盘9，用于调整试验件迎风角度，所述的驻室27的一端外壳上开有收砂口10，所述的驻室27的另外一端外壳上分别开有内圈收砂口7和外圈收砂口8，在循环风道12内部，第一拐角12-1和第二拐角12-2之间安装有挡砂器5；所述的调速支路风机14的入口端通过管道与调速支路空气入口2连接，所述的调速支路风机14的出口端通过管道与调速支路空气出口4连接；所述的温湿度旁路机组13的入口端与温湿度旁路空气入口1连接，所述的温湿度旁路机组13的出口端与温湿度旁路空气出口3连接；所述的挡砂器5通过管道与大型仓式泵组16连接，所述的大型仓式泵组16通过管道与砂尘分离器组22连接；所述的前部收砂口10、内圈收砂口7和外圈收砂口8通过管道均与小型仓式泵组18连接，所述的小型仓式泵组18通过管道与砂尘分离器组22连接，所述的小型仓式泵组18将前部收砂口10、内圈收砂口7和外圈收砂口8收集到的砂尘输送至砂尘分离器组22；所述的输送泵23与砂尘分离器组22上端的引射口连接，用于提供引射动力；所述的空压机模块20通过管道与拉瓦尔喷管19连接，所述的拉瓦尔喷管19与砂尘喷射器11连接，所述的砂尘分离器组22分离出来的沙尘通过流量秤21分配后供给到拉瓦尔喷管19，由所述的砂尘喷射器11喷出，所述的空压机模块20提供压缩空气作为喷射动力；所述的挡砂器5挡下的砂尘通过大型仓式泵组16输送至砂尘分离器组22，经过分离后，经由流量秤21分配，经拉瓦尔喷管19后，由砂尘喷射器11喷出，所述的风洞除尘口6通过管道与除尘器26的入口连接，所述的除尘器26的第一出口通过管道与排尘风机15连接；所述的除尘器26的第二出口与砂尘分离器组22通过管道连接，同时连接管道上依次并联有罗茨风机25和加尘器24，所述的加尘器24用于加尘；所述的风洞除尘口6用于排除循环风道12内的尘，经所述的除尘器26除尘后，另外一部分通过所述的排尘风机15排出至室外，一部分经所述的罗茨风机25送至砂尘分离器组22，经由流量秤21分配，经拉瓦尔喷管19后，由砂尘喷射器11喷出。所述的加砂器17通过管道与大型仓式泵组16连接，用于加砂。
实施例
12.如图1-2所示，试验流程主要包括以下步骤：步骤一：经过处理后的空气经过温湿度旁路空气入口1进入循环风道12，形成试验所需的温湿度环境；步骤二：启动调速支路风机14，通过调节调速支路空气入口2和调速支路空气出口4的气流流速，间接控制循环风道12风速，形成所需的风速环境；步骤三：根据试验类型，启动加砂器17或加尘器24，经流量调节后，通过砂尘喷射器11喷入循环风道12，步骤四： 在循环风道12各接口处收集砂尘，经输送和过滤分离后，重新进行流量调节，再次通过砂尘喷射器11喷入循环风道12。

技术特征：
1.一种砂尘可回收式回流砂尘风洞，包括风洞、挡砂器（5）、砂尘喷射器（11）、温湿度旁路机组（13）、调速支路风机（14）、排尘风机（15）、大型仓式泵组（16）、加砂器（17）、小型仓式泵组（18）、拉瓦尔喷管（19）、空压机模块（20）、流量秤（21）、砂尘分离器组（22）、输送泵（23）、加尘器（24）、罗茨风机（25）和除尘器（26），气流在风洞的循环风道（12）内沿逆时针流动，在循环风道（12）内的第一拐角（12-1）和第四拐角（12-4）之间安装有驻室（27），所述的驻室（27）的一端与收缩段连接，所述的驻室（27）的另外一端与循环风道（12）上的收集器（28）连接，所述的驻室（27）内安装有转盘（9），用于调整试验件迎风角度，其特征在于：在循环风道（12）的第一拐角（12-1）开有风洞除尘口（6），在循环风道（12）的第二拐角（12-2）的后面的大角扩散段分别开有温湿度旁路空气出口（3）和调速支路空气出口（4），在循环风道（12）的第三拐角（12-3）前面的第二扩散段分别开有调速支路空气入口（2）和温湿度旁路空气入口（1），在循环风道（12）的第四拐角（12-4）后面的收缩段上安装有砂尘喷射器（11），所述的驻室（27）的一端外壳上开有收砂口（10），所述的驻室（27）的另外一端外壳上分别开有内圈收砂口（7）和外圈收砂口（8），在循环风道（12）内部，第一拐角（12-1）和第二拐角（12-2）之间安装有挡砂器（5）；所述的调速支路风机（14）的入口端通过管道与调速支路空气入口（2）连接，所述的调速支路风机（14）的出口端通过管道与调速支路空气出口（4）连接；所述的温湿度旁路机组（13）的入口端与温湿度旁路空气入口（1）连接，所述的温湿度旁路机组（13）的出口端与温湿度旁路空气出口（3）连接；所述的挡砂器（5）通过管道与大型仓式泵组（16）连接，所述的大型仓式泵组（16）通过管道与砂尘分离器组（22）连接；所述的前部收砂口（10）、内圈收砂口（7）和外圈收砂口（8）通过管道均与小型仓式泵组（18）连接，所述的小型仓式泵组（18）通过管道与砂尘分离器组（22）连接，所述的小型仓式泵组（18）将前部收砂口（10）、内圈收砂口（7）和外圈收砂口（8）收集到的砂尘输送至砂尘分离器组（22）；所述的输送泵（23）与砂尘分离器组（22）上端的引射口连接，用于提供引射动力；所述的空压机模块（20）通过管道与拉瓦尔喷管（19）连接，所述的拉瓦尔喷管（19）与砂尘喷射器（11）连接，所述的砂尘分离器组（22）分离出来的沙尘通过流量秤（21）分配后供给到拉瓦尔喷管（19），由所述的砂尘喷射器（11）喷出，所述的空压机模块（20）提供压缩空气作为喷射动力；所述的挡砂器（5）挡下的砂尘通过大型仓式泵组（16）输送至砂尘分离器组（22），经过分离后，经由流量秤（21）分配，经拉瓦尔喷管（19）后，由砂尘喷射器（11）喷出，所述的风洞除尘口（6）通过管道与除尘器（26）的入口连接，所述的除尘器（26）的第一出口通过管道与排尘风机（15）连接；所述的除尘器（26）的第二出口与砂尘分离器组（22）通过管道连接，同时连接管道上依次并联有罗茨风机（25）和加尘器（24）；所述的加尘器（24）用于加尘；所述的风洞除尘口（6）用于排除循环风道（12）内的尘，经所述的除尘器（26）除尘后，一部分通过所述的排尘风机（15）排出至室外，另外一部分经所述的罗茨风机（25）和输送泵（23），引入送至砂尘分离器组（22），经由流量秤（21）分配，经拉瓦尔喷管（19）后，由砂尘喷射器（11）喷出。2.根据权利要求1所述的一种砂尘可回收式回流砂尘风洞，其特征在于：所述的加砂器（17）通过管道与大型仓式泵组（16）连接，用于加砂。

技术总结
本发明提供一种砂尘可回收式回流砂尘风洞，解决位砂尘回收难的问题，属于风洞试验设备研究领域。包括风洞、挡砂器、砂尘喷射器、温湿度旁路机组、调速支路风机、排尘风机、小型及大型仓式泵组、加砂器、拉瓦尔喷管、空压机模块、流量秤、砂尘分离器组、输送泵、加尘器、罗茨风机和除尘器，挡砂器挡下的砂尘通过大型仓式泵组输送至砂尘分离器组，再经由流量秤分配，经拉瓦尔喷管后，由砂尘喷射器喷出；风洞除尘口用于排除循环风道内的尘，经除尘器除尘后，一部分排出至室外，另一部分经罗茨风机和输送泵，引入送至砂尘分离器组，经由流量秤分配，经拉瓦尔喷管后，由砂尘喷射器喷出。本发明提高了砂尘回收效率，并降低了运行成本。并降低了运行成本。并降低了运行成本。


技术研发人员：马占元 刘海丰 秦加成 张悦 王云祥
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/7/20