結(jié)冰風(fēng)洞的過(guò)冷液態(tài)水滴容易在總壓、靜壓探針的進(jìn)氣口結(jié)冰,嚴(yán)重影響總壓/靜壓測(cè)量的精準(zhǔn)度和可靠性。設(shè)計(jì)了帶溫度反饋的防冰總壓探針、皮托管和壁面靜壓測(cè)量單元,將總壓、靜壓導(dǎo)管置于加熱體內(nèi),使總壓、靜壓進(jìn)氣口溫度實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制;優(yōu)化設(shè)計(jì)、安裝工藝,將鎧裝雙螺旋電加熱絲、總壓導(dǎo)管和溫度傳感器安裝在不到10 mm管內(nèi),使電加熱元件絕緣不受損;電加熱絲緊貼內(nèi)壁面,溫度傳感器伸入進(jìn)氣口附近,總壓探針、皮托管無(wú)加熱死區(qū);采用變結(jié)構(gòu)電加熱控制策略,與風(fēng)洞運(yùn)行參數(shù)連鎖控制,實(shí)現(xiàn)電加熱防冰控制系統(tǒng)快速調(diào)節(jié)和控制精度要求。解決了總壓、靜壓進(jìn)氣口結(jié)冰問(wèn)題,防冰總壓/靜壓探針已成功應(yīng)用于結(jié)冰風(fēng)洞復(fù)雜試驗(yàn)環(huán)境中。 

【文章來(lái)源】：測(cè)控技術(shù). 2019,38(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

圖１總壓探針、皮托管、靜壓測(cè)量單元安裝位置??總壓／靜壓是穩(wěn)風(fēng)速閉環(huán)控制的反饋參數(shù)，也是高??

研究??動(dòng)力系統(tǒng)是結(jié)冰風(fēng)洞最重要的組成部分，是風(fēng)洞??的心臟，一般采用風(fēng)扇電機(jī)穩(wěn)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制或試驗(yàn)段??穩(wěn)風(fēng)速閉環(huán)控制。采用穩(wěn)風(fēng)速閉環(huán)控制時(shí)，控制系統(tǒng)??實(shí)時(shí)自動(dòng)采集風(fēng)洞總壓、靜壓、大氣壓力、風(fēng)洞總溫等??試驗(yàn)環(huán)境參數(shù)，在穩(wěn)風(fēng)速閉環(huán)控制器作用下，輸出電機(jī)??轉(zhuǎn)速給定信號(hào)，與風(fēng)扇電機(jī)穩(wěn)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)組成??串級(jí)調(diào)節(jié)。當(dāng)洞內(nèi)阻塞度，風(fēng)洞總溫、總壓、靜壓等試??驗(yàn)參數(shù)變化時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速，保持??試驗(yàn)段風(fēng)速穩(wěn)定在控制精度范圍，穩(wěn)風(fēng)速控制原理如??．１３３?．??圖３所示。??圖３穩(wěn)風(fēng)速控制系統(tǒng)原理框圖??其中，試驗(yàn)段風(fēng)速Ｆ與馬赫數(shù)Ｍ、音速ａ、總壓Ｐ。、??靜壓Ｐ，、干空氣比熱７、總溫Ｔ。、氣體常數(shù)Ｋ的關(guān)系如??下式所示？？??式中，干空氣的比熱值為１．?３９９，／？約等于２８６．?７６３。??同時(shí)，結(jié)冰風(fēng)洞配套有羅茨泵和水環(huán)泵組成的高??度模擬系統(tǒng)，最高模擬２００００?ｍ高空，環(huán)境氣壓低至５??ｋＰａ。高度模擬系統(tǒng)的壓力反饋來(lái)自靜壓測(cè)量。??根據(jù)１９５２年１１月國(guó)際民用航空組織通過(guò)的大氣??數(shù)據(jù)參數(shù)模型，氣壓高度Ｗ與靜壓Ｐｓ的關(guān)系如??下［２－３］：??ｆｆ＝４４３３〇［ｌ?－?（ｉ〇１３Ｊ?２５）°?１９０３］．?Ｈｅ?（?－１０００，１１０００）??＝４５３８３．?９５?－６３４１．?６２１ｎＰ，，?ｆｆｓ?（１１０００，２００００）??因此，結(jié)冰風(fēng)洞總壓、靜壓測(cè)量精準(zhǔn)度和可靠性直??接影響風(fēng)洞試驗(yàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行。??２防冰總壓／靜壓探針設(shè)計(jì)要求??參照飛機(jī)防冰皮托管和風(fēng)洞防冰總壓／靜壓探針??應(yīng)用環(huán)境，結(jié)合結(jié)冰風(fēng)洞試驗(yàn)需求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要求??如下：??①在各種試驗(yàn)條件下，防冰控

針、皮托管、靜壓測(cè)量單元安裝位置??總壓／靜壓是穩(wěn)風(fēng)速閉環(huán)控制的反饋參數(shù)，也是高??度模擬控制的反饋參數(shù)，準(zhǔn)確測(cè)量風(fēng)洞總壓／靜壓是結(jié)??冰風(fēng)洞測(cè)控系統(tǒng)的重要技術(shù)內(nèi)容。結(jié)冰風(fēng)洞洞內(nèi)最低??氣溫至－４０?Ｔ、空氣濕度至１００％、最髙可模擬高空５??ｋＰａ環(huán)境氣壓，風(fēng)洞內(nèi)有噴霧系統(tǒng)模擬云霧參數(shù)。風(fēng)??洞試驗(yàn)時(shí)，一定含量、粒徑的過(guò)冷液態(tài)水滴隨氣流撞擊??到總／靜壓進(jìn)氣口，容易結(jié)霜結(jié)冰，堵塞測(cè)量孔而無(wú)法??精確測(cè)量該點(diǎn)總壓／靜壓，直接影響風(fēng)洞試驗(yàn)安全穩(wěn)定??運(yùn)行。無(wú)防冰功能的皮托管結(jié)冰如圖２所示。??圖２無(wú)防冰功能皮托管結(jié)冰??為滿足結(jié)冰風(fēng)洞的使用要求，在狹小空間內(nèi)設(shè)計(jì)??帶溫度反饋的防冰總壓探針、皮托管和壁面靜壓測(cè)量??單元，創(chuàng)新電加熱控制策略，解決了結(jié)冰堵塞總壓／靜??壓進(jìn)氣口問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)洞總、靜壓參數(shù)準(zhǔn)確測(cè)量。??１總壓／靜壓測(cè)量應(yīng)用研究??動(dòng)力系統(tǒng)是結(jié)冰風(fēng)洞最重要的組成部分，是風(fēng)洞??的心臟，一般采用風(fēng)扇電機(jī)穩(wěn)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制或試驗(yàn)段??穩(wěn)風(fēng)速閉環(huán)控制。采用穩(wěn)風(fēng)速閉環(huán)控制時(shí)，控制系統(tǒng)??實(shí)時(shí)自動(dòng)采集風(fēng)洞總壓、靜壓、大氣壓力、風(fēng)洞總溫等??試驗(yàn)環(huán)境參數(shù)，在穩(wěn)風(fēng)速閉環(huán)控制器作用下，輸出電機(jī)??轉(zhuǎn)速給定信號(hào)，與風(fēng)扇電機(jī)穩(wěn)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)組成??串級(jí)調(diào)節(jié)。當(dāng)洞內(nèi)阻塞度，風(fēng)洞總溫、總壓、靜壓等試??驗(yàn)參數(shù)變化時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速，保持??試驗(yàn)段風(fēng)速穩(wěn)定在控制精度范圍，穩(wěn)風(fēng)速控制原理如??．１３３?．??圖３所示。??圖３穩(wěn)風(fēng)速控制系統(tǒng)原理框圖??其中，試驗(yàn)段風(fēng)速Ｆ與馬赫數(shù)Ｍ、音速ａ、總壓Ｐ。、??靜壓Ｐ，、干空氣比熱７、總溫Ｔ。、氣體常數(shù)Ｋ的關(guān)系如??下式所示？？??式中，干空氣的比熱值為１．?３

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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