风洞实验制冷机组是保证风洞模拟能力的关键设备之一。
为什么风洞需要制冷?
风洞,尤其是回流式连续运行风洞,在实验过程中会产生巨大的热量。这些热量主要来源于:
空气摩擦生热:高速气流与风洞管道壁面、模型表面剧烈摩擦,将动能转化为热能。
压缩机做功:驱动气流的风扇或压缩机本身会对空气做功,使其温度和压力升高。
模型自身发热:例如在航空发动机试验中,模型发动机本身就是一个巨大的热源。
如果不将这些热量移走,风洞内的空气温度会持续上升,导致:
气体性质改变:空气密度、粘度等关键参数发生变化,使实验的雷诺数等相似准则无法保持,实验数据失真。
设备损坏风险:过高的温度可能损坏风洞洞体、传感器和模型。
**工况无法模拟:无法进行需要低温环境的试验,如高空低温条件模拟、结冰试验等。
因此,制冷机组的作用就是充当风洞的“空调”,持续、精确地移除热量,将试验段的空气温度维持在一个恒定的、可设定的低温状态,确保实验条件的真实性和可重复性。
风洞实验制冷机组应用场景
常规空气动力学试验:保持恒温,确保雷诺数准确。
结冰试验:模拟高空低温、过冷水滴环境,是结冰风洞的心脏。
发动机试验:冷却进气,并带走模型发动机产生的巨大热量。
环境风洞:模拟各种气候条件,如极寒、高温高湿等。