专利名称：用于大型盐雾环境试验系统中雾化单元的组合方法
技术领域：
本发明属于环境模拟技术领域。具体来说涉及一种以小型模块化喷雾单元为基本 组件，通过组合实现应用于大空间盐雾试验系统中的一种方法。
背景技术：
目前，较大尺寸空间盐雾环境模拟试验箱的喷雾方式多采用侧壁多喷嘴组合喷雾 方式。这种方式在试验空间宽度较小时，尚可将沉降率控制在指标范围内，但均勻性较差。 当试验空间宽度扩大到6m以上时，该方式下中间区域的沉降率指标就难以实现。如采用增 加雾化气源压力的方式，提高雾滴初始速度，增大雾场覆盖距离，将导致空间出现较大的空 气流动，不符合GJB150. 86和MIL-STD-810F关于“盐雾暴露阶段，空间空气流速基本为零” 的要求。由上可知，现有大空间盐雾场实现技术不仅有效空间有限，而且在沉降率均勻性 上表现不佳，更难以适应不同尺寸空间的要求。本发明是基于雾场模块化、组合化的实现原 理，以小型模块化喷雾单元为主要部件，通过设计空间喷雾阵列，满足了多尺度试验空间雾 场特性的要求。目前，多雾化单元雾场特性的理论和试验分析研究开展甚少，无法用于指导 本发明。
发明内容
本发明提供一种小型模块化喷雾装置组合应用时，包括空间分割、组合阵列形式 等在内的方法，解决大空间盐雾沉降率均勻性、雾化单元故障消除、空间冷凝水导流等技 术难题，可适应变尺度试验空间的需求，使盐雾场模块化、组合化的实现原理具有可行的方 法。本发明通过下列技术方案实现一种用于大型盐雾环境试验系统中雾化单元的组合方法，包括组合阵列规模的确 定步骤和空间阵列设置步骤，其中步骤1 组合阵列规模的确定(1)确定试验有效空间的投影面积=试验有效空间长度X试验有效空间宽度。(2)列数确定基本列数=取整(试验有效空间长度+0. 7m)+1 ；①如最外侧的喷雾列距试验空间内壁距离小于等于1. 2m，则喷雾阵列列数=基本 列数。②如任一最外侧喷雾列距试验空间宽边方向内壁距离大于1. 2m，则在该侧向外以 700mm为列间距增加喷雾单元列，直至该距离小于等于1. 2m。(3)单列喷雾装置数确定基本装置数=(取整(有效空间宽度+1.4m)+l)X2+l①如边缘喷雾装置距试验空间长度方向内壁距离小于等于0. 8m，则单列喷雾装置数=基本装置数。②如边缘喷雾装置距试验空间内长度方向内壁距离大于0. 8m，则单列喷雾装置数=基本单元数+2，直到距离小于0. Sm。步骤2 空间整列设置步骤在阵列组合中，以列为一个结构组合整体，即通过导流板将单列的小型化喷雾装 置设置成空间等边三角形布置，三角形的两等边与试验空间顶面夹角相同为120° ；单列上 奇数个喷雾装置的布设方式为各小型化喷雾装置的喷雾塔的塔体中心线为定位基准线， 在三角的顶点布设1个喷雾装置，而后以水平间距700mm，垂直间距受三角形两等长边的约 束，向两侧均勻布置喷雾装置。本发明是大型盐雾试验系统雾场模块化、组合化的构建方法，具有可适应不同尺 度试验空间需求，全场沉降率均勻性好，避免冷凝水滴落效果好和应对少数单元故障能力 强的特点，是大型盐雾环境模拟试验系统建设的关键方法。
图1是本发明的大型盐雾环境模拟试验系统中喷雾阵列组合的示意图。图2是本发明的大型盐雾环境模拟试验系统时使用的喷雾阵列结构示意图。图中1、小型喷雾装置；2、导流板；3、试验空间顶面；4、空间等边三角形。
具体实施例方式以下结合附图，通过具体实施方式
对本发明进一步说明。图1给出了本发明的大型盐雾环境模拟试验系统中喷雾阵列组合的示意图。本发 明的喷雾阵列组合方法需要根据大型盐雾环境模拟试验系统的尺寸进行喷雾单元的合理 组合，以期达到大型喷雾环境模拟试验系统的各项技术指标。首先，需要对试验空间进行分 害I]，包括基于多单元雾场特性的理论分析和仿真计算，空间分割方式将采用矩阵形式。也即 以各单元的有效沉降范围为基准，以矩阵形式进行排列，各单元平面投影相对关系以彼此 “沉降有效圆”外切进行定位。其中，在该阵列方式下，试验空间某些小块区域非任一雾化单元的均勻沉降区域 的投影，但从雾场特性的仿真与试验研究可知，在二相流弥散中，随历程的不断增加，作用 范围将进一步扩大。因此，这些区域内仍将是多个单元雾场的叠加，其沉降率与直接投影区 相差无几。同时，由于小型模块化雾化装置的雾化颗粒具有良好的气体跟踪性，其雾化二相 流具有非定常、非均勻的流动特性。这种流场特性在多雾化单元组合使用时，相异流场发生 相干作用，将进一步促使雾气在空间分布趋向均勻。此外，由上可知试验有效空间某点的盐雾沉降率由多个雾化单元贡献，当其中单 个或少数雾化单元出现故障，导致无法出雾或雾场特性发生变化时，相邻附近的雾化单元 的雾场在相干作用下，可建立新的平衡状态，从而将少量雾化单元的故障对盐雾沉降率的 影响降低到最小。其次，要对喷雾单元进行组合成阵列，喷雾阵列的空间形式是由多个对称分布的 列组成。每个列与试验室顶部防腐维护结构平行。每个喷雾列由奇数个小型模块化喷雾装 置组成，中间顶部设1个小型化喷雾装置，两侧对称布设一定数量的喷雾装置。各喷雾单元的定点基准以其组成部件喷雾塔的柱形中心线为基准，相邻两个喷雾单元水平间距为固定 值，垂直间距以水平间距和支撑结构的斜边约束确定。同列喷雾单元的雾化气源、雾化水源 的供给，采用中间集中、并行向两侧输送的方式。在该方式下冷凝水导流。每列的喷雾单元通过支撑结构整体固定，且可通过支撑 结构将喷雾单元部件表面的冷凝水导引至试验无效空间，从而避免试验有效空间范围内的 冷凝水滴落。本发明的方法具体包括以下步骤步骤1 组合阵列规模的确定(1)确定试验有效空间的投影面积=试验有效空间长度X试验有效空间宽度。(2)列数确定基本列数=取整(试验有效空间长度+0. 7m)+1。①如最外侧的喷雾列距试验空间内壁距离小于等于1. 2m，则喷雾阵列列数=基本 列数。②如任一最外侧喷雾列距试验空间宽边方向内壁距离大于1. 2m,则在该侧向外以 700mm为列间距增加喷雾单元列，直至该距离小于等于1. 2m。(3)单列喷雾装置数确定基本装置数=(取整(有效空间宽度+1. 4m)+1) X2+1①如边缘喷雾装置距试验空间长度方向内壁距离小于等于0. 8m，则单列喷雾装置 数=基本装置数。②如边缘喷雾装置距试验空间内长度方向内壁距离大于0. 8m，则单列喷雾装置数 =基本单元数+2，直到距离小于0. Sm。步骤2:空间整列形式组合应用下，以列为一个结构组合整体，即通过导流板2将单列的小型化喷雾装 置1成空间等边三角形4布置，三角形的两等边与试验空间顶面3夹角相同为120°。单列 上奇数个喷雾装置1的布设方式为一个小型化喷雾装置的喷雾塔的塔体中心线为定位基 准线，在三角的顶点布设1个喷雾装置1，而后以水平间距700mm，垂直间距受三角形两等长 边的约束，向两侧均勻布置喷雾装置1。具体实现见附图2。本发明已成功应用于约600立方米的大型盐雾环境模拟试验系统和72立方米盐 雾室中。两试验室盐雾沉降率指标检定如下①72立方米试验室沉降率均值1. 91ml/80cm2. h，最小值1. 76ml/80cm2. h，最大值 2. 04ml/80cm2. h。②600立方米试验室沉降率均值1. 89ml/80cm2. h，最小值1. 63ml/80cm2. h，最大 值 2. 28ml/80cm2. h。由上可知，该技术很好地在适应不同尺度试验空间要求，且沉降均勻性较好。尽管上文对本发明的具体实施方式
给予了详细描述和说明，但是应该指明的是， 我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作 用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种用于大型盐雾环境试验系统中雾化单元的组合方法，包括组合阵列规模的确定步骤和空间阵列设置步骤，其中步骤1组合阵列规模的确定(1)确定试验有效空间的投影面积＝试验有效空间长度×试验有效空间宽度。(2)列数确定基本列数＝取整(试验有效空间长度÷0.7m)+1；①如最外侧的喷雾列距试验空间内壁距离小于等于1.2m，则喷雾阵列列数＝基本列数；②如任一最外侧喷雾列距试验空间宽边方向内壁距离大于1.2m，则在该侧向外以700mm为列间距增加喷雾单元列，直至该距离小于等于1.2m；(3)单列喷雾装置数确定基本装置数＝(取整(有效空间宽度÷1.4m)+1)×2+1①如边缘喷雾装置距试验空间长度方向内壁距离小于等于0.8m，则单列喷雾装置数＝基本装置数；②如边缘喷雾装置距试验空间内长度方向内壁距离大于0.8m，则单列喷雾装置数＝基本单元数+2，直到距离小于0.8m；步骤2空间整列设置步骤在喷雾阵列组合中，以列为一个结构组合整体，即通过导流板将单列的小型化喷雾装置设置成空间等边三角形布置，三角形的两等边与试验空间顶面夹角相同为120°；单列上奇数个喷雾装置的布设方式为各小型化喷雾装置的喷雾塔的塔体中心线为定位基准线，在三角的顶点布设1个喷雾装置，而后以水平间距700mm，垂直间距受三角形两等长边的约束，向两侧均匀布置喷雾装置。
全文摘要
本发明涉及一种将小型模块化喷雾装置组合用于大型盐雾环境模拟空间的方法。它首先分析试验有效空间的投影面积，然而以两个计算式为依据，计算出小型模块化喷雾装置矩形阵列的列数、行数，进而结合避免试验有效空间冷凝水滴落的要求，每列采用了对称三角形布置方式。该发明是大型盐雾试验系统雾场模块化、组合化的构建方法，具有可适应不同尺度试验空间需求，全场沉降率均匀性好，避免冷凝水滴落效果好和应对少数单元故障能力强的特点，是大型盐雾环境模拟试验系统建设的关键方法。
文档编号G01N17/00GK101806704SQ20091000897
公开日2010年8月18日 申请日期2009年2月17日 优先权日2009年2月17日
发明者刘占卿, 刘松, 刘鹰, 卢连成, 宋道宏 申请人:总装备部工程设计研究总院