用於大型鹽霧環境試驗系統中霧化單元的組合方法
2024-02-17 23:07:15 2
專利名稱：用於大型鹽霧環境試驗系統中霧化單元的組合方法
技術領域：
本發明屬於環境模擬技術領域。具體來說涉及一種以小型模塊化噴霧單元為基本 組件，通過組合實現應用於大空間鹽霧試驗系統中的一種方法。
背景技術：
目前，較大尺寸空間鹽霧環境模擬試驗箱的噴霧方式多採用側壁多噴嘴組合噴霧 方式。這種方式在試驗空間寬度較小時，尚可將沉降率控制在指標範圍內，但均勻性較差。 當試驗空間寬度擴大到6m以上時，該方式下中間區域的沉降率指標就難以實現。如採用增 加霧化氣源壓力的方式，提高霧滴初始速度，增大霧場覆蓋距離，將導致空間出現較大的空 氣流動，不符合GJB150. 86和MIL-STD-810F關於「鹽霧暴露階段，空間空氣流速基本為零」 的要求。由上可知，現有大空間鹽霧場實現技術不僅有效空間有限，而且在沉降率均勻性 上表現不佳，更難以適應不同尺寸空間的要求。本發明是基於霧場模塊化、組合化的實現原 理，以小型模塊化噴霧單元為主要部件，通過設計空間噴霧陣列，滿足了多尺度試驗空間霧 場特性的要求。目前，多霧化單元霧場特性的理論和試驗分析研究開展甚少，無法用於指導 本發明。
發明內容
本發明提供一種小型模塊化噴霧裝置組合應用時，包括空間分割、組合陣列形式 等在內的方法，解決大空間鹽霧沉降率均勻性、霧化單元故障消除、空間冷凝水導流等技 術難題，可適應變尺度試驗空間的需求，使鹽霧場模塊化、組合化的實現原理具有可行的方 法。本發明通過下列技術方案實現一種用於大型鹽霧環境試驗系統中霧化單元的組合方法，包括組合陣列規模的確 定步驟和空間陣列設置步驟，其中步驟1 組合陣列規模的確定(1)確定試驗有效空間的投影面積=試驗有效空間長度X試驗有效空間寬度。(2)列數確定基本列數=取整(試驗有效空間長度+0. 7m)+1 ；①如最外側的噴霧列距試驗空間內壁距離小於等於1. 2m，則噴霧陣列列數=基本 列數。②如任一最外側噴霧列距試驗空間寬邊方向內壁距離大於1. 2m，則在該側向外以 700mm為列間距增加噴霧單元列，直至該距離小於等於1. 2m。(3)單列噴霧裝置數確定基本裝置數=(取整(有效空間寬度+1.4m)+l)X2+l①如邊緣噴霧裝置距試驗空間長度方向內壁距離小於等於0. 8m，則單列噴霧裝置數=基本裝置數。②如邊緣噴霧裝置距試驗空間內長度方向內壁距離大於0. 8m，則單列噴霧裝置數=基本單元數+2，直到距離小於0. Sm。步驟2 空間整列設置步驟在陣列組合中，以列為一個結構組合整體，即通過導流板將單列的小型化噴霧裝 置設置成空間等邊三角形布置，三角形的兩等邊與試驗空間頂面夾角相同為120° ；單列上 奇數個噴霧裝置的布設方式為各小型化噴霧裝置的噴霧塔的塔體中心線為定位基準線， 在三角的頂點布設1個噴霧裝置，而後以水平間距700mm，垂直間距受三角形兩等長邊的約 束，向兩側均勻布置噴霧裝置。本發明是大型鹽霧試驗系統霧場模塊化、組合化的構建方法，具有可適應不同尺 度試驗空間需求，全場沉降率均勻性好，避免冷凝水滴落效果好和應對少數單元故障能力 強的特點，是大型鹽霧環境模擬試驗系統建設的關鍵方法。
圖1是本發明的大型鹽霧環境模擬試驗系統中噴霧陣列組合的示意圖。圖2是本發明的大型鹽霧環境模擬試驗系統時使用的噴霧陣列結構示意圖。圖中1、小型噴霧裝置；2、導流板；3、試驗空間頂面；4、空間等邊三角形。
具體實施例方式以下結合附圖，通過具體實施方式
對本發明進一步說明。圖1給出了本發明的大型鹽霧環境模擬試驗系統中噴霧陣列組合的示意圖。本發 明的噴霧陣列組合方法需要根據大型鹽霧環境模擬試驗系統的尺寸進行噴霧單元的合理 組合，以期達到大型噴霧環境模擬試驗系統的各項技術指標。首先，需要對試驗空間進行分 害I]，包括基於多單元霧場特性的理論分析和仿真計算，空間分割方式將採用矩陣形式。也即 以各單元的有效沉降範圍為基準，以矩陣形式進行排列，各單元平面投影相對關係以彼此 「沉降有效圓」外切進行定位。其中，在該陣列方式下，試驗空間某些小塊區域非任一霧化單元的均勻沉降區域 的投影，但從霧場特性的仿真與試驗研究可知，在二相流彌散中，隨歷程的不斷增加，作用 範圍將進一步擴大。因此，這些區域內仍將是多個單元霧場的疊加，其沉降率與直接投影區 相差無幾。同時，由於小型模塊化霧化裝置的霧化顆粒具有良好的氣體跟蹤性，其霧化二相 流具有非定常、非均勻的流動特性。這種流場特性在多霧化單元組合使用時，相異流場發生 相干作用，將進一步促使霧氣在空間分布趨向均勻。此外，由上可知試驗有效空間某點的鹽霧沉降率由多個霧化單元貢獻，當其中單 個或少數霧化單元出現故障，導致無法出霧或霧場特性發生變化時，相鄰附近的霧化單元 的霧場在相干作用下，可建立新的平衡狀態，從而將少量霧化單元的故障對鹽霧沉降率的 影響降低到最小。其次，要對噴霧單元進行組合成陣列，噴霧陣列的空間形式是由多個對稱分布的 列組成。每個列與試驗室頂部防腐維護結構平行。每個噴霧列由奇數個小型模塊化噴霧裝 置組成，中間頂部設1個小型化噴霧裝置，兩側對稱布設一定數量的噴霧裝置。各噴霧單元的定點基準以其組成部件噴霧塔的柱形中心線為基準，相鄰兩個噴霧單元水平間距為固定 值，垂直間距以水平間距和支撐結構的斜邊約束確定。同列噴霧單元的霧化氣源、霧化水源 的供給，採用中間集中、並行向兩側輸送的方式。在該方式下冷凝水導流。每列的噴霧單元通過支撐結構整體固定，且可通過支撐 結構將噴霧單元部件表面的冷凝水導引至試驗無效空間，從而避免試驗有效空間範圍內的 冷凝水滴落。本發明的方法具體包括以下步驟步驟1 組合陣列規模的確定(1)確定試驗有效空間的投影面積=試驗有效空間長度X試驗有效空間寬度。(2)列數確定基本列數=取整(試驗有效空間長度+0. 7m)+1。①如最外側的噴霧列距試驗空間內壁距離小於等於1. 2m，則噴霧陣列列數=基本 列數。②如任一最外側噴霧列距試驗空間寬邊方向內壁距離大於1. 2m,則在該側向外以 700mm為列間距增加噴霧單元列，直至該距離小於等於1. 2m。(3)單列噴霧裝置數確定基本裝置數=(取整(有效空間寬度+1. 4m)+1) X2+1①如邊緣噴霧裝置距試驗空間長度方向內壁距離小於等於0. 8m，則單列噴霧裝置 數=基本裝置數。②如邊緣噴霧裝置距試驗空間內長度方向內壁距離大於0. 8m，則單列噴霧裝置數 =基本單元數+2，直到距離小於0. Sm。步驟2:空間整列形式組合應用下，以列為一個結構組合整體，即通過導流板2將單列的小型化噴霧裝 置1成空間等邊三角形4布置，三角形的兩等邊與試驗空間頂面3夾角相同為120°。單列 上奇數個噴霧裝置1的布設方式為一個小型化噴霧裝置的噴霧塔的塔體中心線為定位基 準線，在三角的頂點布設1個噴霧裝置1，而後以水平間距700mm，垂直間距受三角形兩等長 邊的約束，向兩側均勻布置噴霧裝置1。具體實現見附圖2。本發明已成功應用於約600立方米的大型鹽霧環境模擬試驗系統和72立方米鹽 霧室中。兩試驗室鹽霧沉降率指標檢定如下①72立方米試驗室沉降率均值1. 91ml/80cm2. h，最小值1. 76ml/80cm2. h，最大值 2. 04ml/80cm2. h。②600立方米試驗室沉降率均值1. 89ml/80cm2. h，最小值1. 63ml/80cm2. h，最大 值 2. 28ml/80cm2. h。由上可知，該技術很好地在適應不同尺度試驗空間要求，且沉降均勻性較好。儘管上文對本發明的具體實施方式
給予了詳細描述和說明，但是應該指明的是， 我們可以依據本發明的構想對上述實施方式進行各種等效改變和修改，其所產生的功能作 用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，均應在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種用於大型鹽霧環境試驗系統中霧化單元的組合方法，包括組合陣列規模的確定步驟和空間陣列設置步驟，其中步驟1組合陣列規模的確定(1)確定試驗有效空間的投影面積＝試驗有效空間長度×試驗有效空間寬度。(2)列數確定基本列數＝取整(試驗有效空間長度÷0.7m)+1；①如最外側的噴霧列距試驗空間內壁距離小於等於1.2m，則噴霧陣列列數＝基本列數；②如任一最外側噴霧列距試驗空間寬邊方向內壁距離大於1.2m，則在該側向外以700mm為列間距增加噴霧單元列，直至該距離小於等於1.2m；(3)單列噴霧裝置數確定基本裝置數＝(取整(有效空間寬度÷1.4m)+1)×2+1①如邊緣噴霧裝置距試驗空間長度方向內壁距離小於等於0.8m，則單列噴霧裝置數＝基本裝置數；②如邊緣噴霧裝置距試驗空間內長度方向內壁距離大於0.8m，則單列噴霧裝置數＝基本單元數+2，直到距離小於0.8m；步驟2空間整列設置步驟在噴霧陣列組合中，以列為一個結構組合整體，即通過導流板將單列的小型化噴霧裝置設置成空間等邊三角形布置，三角形的兩等邊與試驗空間頂面夾角相同為120°；單列上奇數個噴霧裝置的布設方式為各小型化噴霧裝置的噴霧塔的塔體中心線為定位基準線，在三角的頂點布設1個噴霧裝置，而後以水平間距700mm，垂直間距受三角形兩等長邊的約束，向兩側均勻布置噴霧裝置。
全文摘要
本發明涉及一種將小型模塊化噴霧裝置組合用於大型鹽霧環境模擬空間的方法。它首先分析試驗有效空間的投影面積，然而以兩個計算式為依據，計算出小型模塊化噴霧裝置矩形陣列的列數、行數，進而結合避免試驗有效空間冷凝水滴落的要求，每列採用了對稱三角形布置方式。該發明是大型鹽霧試驗系統霧場模塊化、組合化的構建方法，具有可適應不同尺度試驗空間需求，全場沉降率均勻性好，避免冷凝水滴落效果好和應對少數單元故障能力強的特點，是大型鹽霧環境模擬試驗系統建設的關鍵方法。
文檔編號G01N17/00GK101806704SQ20091000897
公開日2010年8月18日 申請日期2009年2月17日 優先權日2009年2月17日
發明者劉佔卿, 劉松, 劉鷹, 盧連成, 宋道宏 申請人:總裝備部工程設計研究總院