气候实验室环境场动态平衡调控技术研究

为解决气候实验室发动机低温启动试验过程中空气补偿和尾气排放的问题,利用氮蒸发制冷效应通过补偿新风的温度和补偿风机闭环调节实现室内补偿空气控制,维持实验室内低温环境稳定和室内外压力平衡。通过内、外涵尾气“分割排放”设计实现发动机排气引射量动态调控,实现对高温尾气的主动排放和背压控制。首次成功实施了民机-40℃发动机低温启动适航符合性试验,试验过程中实验室温度控制精度在±3℃以内,发动机排气背压稳定在150 Pa。该项试验的成功验证了实验室发动机开车的可行性。

基于试验热负荷补偿的气候实验室温度控制方法研究

针对超大空间气候实验室温度控制负荷变化大、控制过程响应慢的特点,提出一种基于负荷变化的气候分区补偿温度控制方法。首先通过分析实验室空气温度调节工艺原理,进行实验室温度控制系统的动态特性分析;其次根据实验室温度场控制精度和均匀性要求,制定了实验室气流分区补偿和载冷剂双级温度控制策略;最后,计算实验室降雪试验工况的热负荷,设计了基于热负荷前馈的串级温度控制器。实际运行结果表明,该控制方法在升降温过程能快速跟踪期望温度曲线,升降温速率稳定维持在3℃/h,温度到达稳态时控制精度为±2℃,可快速补偿试验区域负荷变化导致的温度突变,达到了气候试验温度控制要求。

气候实验室极端气候环境模拟机理研究及应用

气候实验室极端气候环境模拟机理是支撑气候环境模拟及实验室气候试验开展的基础。本文分析了温湿度、太阳辐射、降雨、降雪、冻雾、冻云和冻雨环境的模拟机理,并应用于ARJ21-700飞机、C919飞机和武器装备的实验室气候试验,结果表明基于气候环境模拟机理的实验室气候环境满足相应标准规范的要求,支撑了实验室气候试验技术的发展。

大型气候实验室气流组织仿真分析

目的对大型气候实验室气流组织进行仿真分析,获得合理的气流组织设计方案。方法首先通过分析旋流风口的特性,建立旋流风口CFD简化模型,然后设计大型气候实验室气流组织形式,最后对极端低温和极端高温工况下不同温度、送风量和送风角度时的气流组织进行CFD仿真分析。结果低温工况时,地面温度升高将导致室内温度和温度不均匀度整体上升;高温工况时,气流难以抵达地面,且地面温度对高度5 m以下区域有显著影响,对5 m以上空间影响不显著,应增大送风角度,使送风射流方向尽可能向下,以改善地面附近温度均匀性。结论气流组织仿真分析方法和气流组织设计方案适用于大型气候实验室设计。

大型气候实验室高低温模拟系统关键技术研究

目的突破关键技术,获得适用于大型气候实验室的高低温环境模拟系统方案。方法通过分析大型气候实验室载冷/载热系统和空气处理系统的工作原理和工作模式,指出高低温环境模拟系统在可能遇到的极端温度下存在的安全风险,从低温试验工况推断出换热器结霜的必然性。根据载冷剂物性设计规避系统安全风险和融霜的技术方案。结果在AS-6系统和CH2CL2系统的二次循环中设计了充注/排空功能,规避了载冷/载热系统的安全风险。设计了内外融霜结合的融霜方案,进行换热器融霜。结论试验和工程应用证明,通过增加载冷剂充注/排空方案和换热器融霜方案完善的大型气候实验室的高低温环境模拟系统方案合理可行,采用的关键技术可以指导类似系统设计。

大型气候实验室温度环境控制及其实现

大型气候实验室温度环境控制是实现实验室各类试验的基础。通过分析实验室温度模拟系统组成和运行工艺,设计了基于前馈-串级PID双回路控制算法和温度控制策略,建立了大型气候实验室温度控制流程。解决了实验室由于空间大、干扰因素多、设备组成繁杂带来控制精度难以达到要求,以及降雪、太阳辐射等因素引发的环境温度突变的问题。确保了试验全过程升降温速率可控、升降温曲线平滑,且控制精度满足要求。

麦金利气候实验室的冰冻试验(二)

描述了世界上最大的环境试验室即麦金利气候实验室的主室,着重对商用和军用全尺寸飞机进行大范围的雾冻云模拟试验所用的设备和技术进行了讨论。举例说明了当前对另外的大的冻云模拟设施的需求。评述了麦金利气候实验室最近起步的新的冰冻能力项目,该项目可大幅改善现有雾冻能力,并将冰冻能力延伸到飞行中冰冻的领域。

维也纳RTA气候实验室考察报告

概述了维也纳气候实验室,介绍了该实验室进行CRH3高速动车组空调通风加热与隔热性能的试验过程,并对比了国内外气候实验室。

大型综合气候实验室基础环境模拟系统设计

目的设计出一套适用于大型综合气候实验室的基础环境模拟系统,用于实现温度和湿度等基础环境。方法通过分析实验室功能和热负荷,并综合考虑国外气候实验室的设计特点,提出基础环境模拟系统总体方案,该系统由复叠制冷系统、载冷载热系统、循环风系统、新风系统等8个子系统组成,并完成分系统设计。结果调试结果表明,基础环境模拟系统可实现-55~74℃的温度环境及RH为5%~95%的湿度环境,并可完全支持降雪、太阳辐射、冻雨、淋雨、吹风等特殊气候试验。结论设计出的基础环境模拟系统满足大型综合气候实验室的使用要求。

麦金利气候实验室的冰冻试验(三)

描述了世界上最大的环境试验室即麦金利气候实验室的主室,着重对商用和军用全尺寸飞机进行大范围的雾冻云模拟试验所用的设备和技术进行了讨论。举例说明了当前对另外的大的冻云模拟设施的需求。评述了麦金利气候实验室最近起步的新的冰冻能力项目,该项目可大幅改善现有雾冻能力,并将冰冻能力延伸到飞行中冰冻的领域。

大型客机气候实验室试验研究

为确保飞机在各种极端气象条件下飞行的安全性,验证设计运行环境包线内各系统的功能与性能,需开展相应的试验试飞活动,极端自然环境有时间窗口难以捕捉、持续时间短、等待周期长的特点,但气候实验室可人工模拟高温、低温、冰雾、冻雨、吹雪等极端气象条件,不受自然环境的限制,可有效提升试验效率,缩短试飞周期,是现代大型客机进行极端气候试验的有效手段。介绍了气候实验室的意义与作用、全球气候实验室的情况,重点介绍了麦肯利气候实验室的试验条件及试验型号情况,并基于某型号实际经验,详细阐述了典型气候实验室试验的目的、内容与方法、风险及风险降低措施,为后续大型客机极端气候试验提供了参考。

大型人工环境气候实验室设计总结

大型人工环境气候实验室为超特高压输变电设备在特殊自然条件下开展人工污秽试验、高海拔试验、覆冰和融冰试验等外绝缘特性试验研究创造了很好的试验平台。文中简要介绍了人工环境气候实验室的组成,重点介绍实验室在设计中主要解决的问题及创新,以期为其他相关实验室设计提供参考。

气候实验室模拟降雪环境的能见度分析

气候实验室降雪试验是民用飞机降雪环境符合性验证的有力手段,适航规章对降雪环境的能见度有明确的要求。为确定目前气候实验室模拟的降雪环境的能见度范围,基于散射理论,推导了干雪和湿雪环境下实验室能见度的计算方法,在此基础上绘制了能见度包线。进行了降雪试验,采用PWD-10能见度仪测量了降雪过程中的能见度,结果表明绘制的能见度包线能反映实验室降雪试验时室内的能见度变化。

美军麦金莱气候实验室——世界上最大的气候气象战研究基地探秘

美军的环境武器从这里走向战场;它接纳了美军各军兵种大约55％武器装备的“考核验收”;同时它又是美军特种部队首选的“室内生存训练场”。

CFD模拟及有限元分析在大型气候实验室动态负荷计算中的应用

气候实验室属于特殊建筑,具有室内温度随着工艺要求变化且变化幅度大的特点,所以常规的稳态负荷计算方法和依据室外环境规律变化的动态负荷计算方法不适用。针对某工程,根据工艺需求和送风量、送风温度,利用CFD模拟室内空气温度、围护结构温度,利用有限元分析计算每个时刻围护结构热流密度,从而得出了瞬时非稳态负荷的计算方法。根据该方法计算结果设计的工程,运行效果良好,满足了使用要求。

1000kV特高压交流试验基地环境气候实验室罐体筒壁施工技术

环境气候实验室罐体筒壁施工采用翻模施工技术和无脚手架施工技术。其施工主要包括筒壁的钢筋制作安装、钢模安装、混凝土浇筑等施工工序。

美国佛罗里达Eglin空军基地马金利气候实验室的独特试验设备

该气候实验室的92.900m^3主试验箱是世界上最大和最复杂的气候环境试验箱,它采用空气补充系统以冷却或加热试验温度的空气,并将该空气吸入到试验箱内,以便喷气发动机在气候试验期间得以操作.本文讨论的其它试验设备还有2.750m^3发动机和辅助试验设备,2.125m^3太阳、风、雨和砂尘试验设备.

基于气候实验室的民机整机发动机低温启动实验

为解决在密闭大型气候实验室极端低温环境下,进行民机整机发动机低温启动实验带来的强扰动和安全性问题,基于实验室现有能力条件,从发动机尾气排放和极端低温空气补偿两方面开展了民机整机发动机低温启动实验技术研究。对于发动机尾气排放,提出了针对大涵道比涡扇发动机的尾气“分割排放”概念和排放质量流量预估方法,降低了从实验室排放的低温空气质量流量。对于空气补偿,采用液氮作为冷源将实验室外常温空气冷却至极端-50℃低温并持续补充进实验室,补偿排放损失、维持实验室内低温环境稳定和室内外压力平衡,保障实验安全。基于该项技术,在国内首次成功实施了民机整机-40℃发动机低温启动适航符合性实验,实验结果表明:飞机低温冷浸时间10 h,实验全过程室内温度波动在±3℃以内;与常温下相比发动机启动功能和性能无明显衰减。该项实验的成功为其他民机在实验室内开展发动机低温启动实验和相关适航标准规范的制定提供了实践依据和技术储备。

极地气候环境实验室设计

极地区域的环境相较于其他海洋区域存在较大差异,其中包括极寒(低温)、结冰、降雪、极昼和极夜等特点。建立极地气候环境实验室的目的是在室内创建1个模拟极地环境的工况,用于优化设计和测试极地设备的性能,保证船舶与海工装备在各种极地环境下的可靠运行。目前全球一些国家的军用和民用机构均建立了适用于极地装备与技术模拟操作、试验验证等在内的气候环境实验室。该文结合目前超低温集装箱实验室和极地环境实验室的设计案例,对极地气候环境实验室系统设计中的负荷计算、气流组织设计、隔热保温系统及制冷设备配置中的关键技术进行总结和探讨。

气候环境实验室新风处理系统机组管理浅析

介绍气候环境实验室新风处理系统的机组,针对其在气候环境实验室的实际应用,分析机组的日常管理、操作和维护特点。