| 1、总系统组成 | ||
| 结冰模拟系统 | 包括喷雾系统、飞行速度模拟系统和电气系统。 | |
| 喷雾系统 | 产生一定液态水直径和液态水含量的结冰云雾。 | |
| 飞行速度模拟系统 | 通过驱动风扇产生一定流量的循环空气从而模拟结冰试验时的飞行马赫数，结冰云雾从喷雾系统喷出后与飞行速度模拟系统产生的循环空气一起吹向被试件。 | |
| 电气系统 | 对喷雾系统和飞行速度模拟系统中的电气元器件进行控制。 | |
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喷雾系统、飞行速度模拟系统和电气系统布置于试验间内。 所有测试和控制信号通过网络与操纵间内控制系统通讯。 | ||
| 2、主要技术指标 | ||
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根据试验件典型结冰状态点，结冰模拟系统主要技术指标如下： 1、较大循环空气流量：200kg/s（含气源供气25kg/s）； 2、驱动风扇增压能力：10kPa（地面常压）； 3、试验段进气喷管较大直径：1、3m； 4、试验段喷管较大流速：80m/s； 5、喷雾液态水含量（LWC）：（0、2～3）g/m³； 6、喷雾水滴平均直径（MVD）：（15～55）μm； 7、液态水含量控制精度：±10%； 8、水滴平均直径控制精度：±5um； 9、云雾不均匀性：20%。 | ||
| 3、遵循标准 | ||
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系统制造应遵循的标准和规范： 1、《航空发动机试车台设计规范》（GB 50454-2008）； 2、《工业企业厂界噪音标准》（GB 12348-2008）； 3、《工业金属管道设计规范》（GB 50316-2000）； 4、《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB 50235-2010）； 5、《综合布线系统工程设计规范》（GB 50311-2016）； 6、《低压配电设计规范》(GB 50054-2011)； 7、《通用用电设备配电设计规范》(GB 50055-2011)； 8、《风洞控制系统设计及检定准则》(GJB 5221-2004)； 9、《高速风洞和低速风洞流场品质规范》(GJB 1179A-2012)； 10、《承压设备无损检测》JB/T 4730-2005； 11、《流体输送用不锈钢焊接钢管》 GB/T 12771； 12、《凸面对焊钢制管法兰》GB/T 9115-2010； 13、《管法兰用金属包覆垫片》GB/T 15601-2013； 14、《鞍式支座》JB/T 4712。 | ||
| 4使用环境及条件 | ||
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1、工作介质：空气及低温空气； 2、环境温度范围：-35℃～常温； 3、试验段工作压力：（35～130）kPa（*压力）； 4、环境湿度：较大100%RH，长期有液态水环境下工作； 5、安装条件：室内，温度范围0～35℃； 6、供电条件：高压10kV供电3个回路，功率分别为1500kW、1440kW和1440kW；低压供电380V、7、总功率1600kW、配电柜配置了1000kW、800kW、400kW、250kW、100kW和50kW等6个回路，频率50Hz±2%； 8、冷却循环水条件：已预留了2路供回水接口，均为DN300，总循环水流量不小于500t/h。 | ||
| 5、喷雾系统 | ||
| 喷雾系统主要组成 | 包括供水子系统、雾化空气子系统、控制子系统、喷雾装置（段）、承载平台、检测设备等。 | |
| 供水子系统 | 作用：为喷雾段提供纯水，供水系统水源外接自来水，通过粗滤、精滤、脱盐、电离等处理，将水的电阻率降低到10MΩ·cm以上，布置承载平台上。 | |
| 原理：将甲方提供的自来水通过纯水机净化后储存于水箱中，将水箱中的纯水通过管道泵加压、通过电动调节阀调节供水流量和压力，管道上设置缓冲稳压装置以保持供水压力稳定；为保证喷嘴不堵塞冻结，具备加热温能力。 | ||
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功能参数： 1、净化后纯水电阻率10MΩ·cm以上、无硬度； 2、单次喷雾时间76min，纯水机制水能力0、5t/h，水箱容积2000L，水箱设置液位计； 3、供水压力应在（0、1～0、5）MPa范围可调； 4、较大纯水流量下加热温升≥30℃的能力； 5、具备测量供给喷雾段的水流量、温度和压力的能力。 | ||
| 雾化空气子系统 | 作用：为喷雾系统提供雾化空气，且可在喷雾停止后对管路和喷嘴进行吹干。模拟环境结冰装置在自然低温环境中通过气体和水在气液两相喷嘴中雾化进行结冰条件模拟，为了防止液体在低温管路或喷嘴发生结冰，避免冰脱落后损坏试验对象，均需要采用加热后的水和空气，布置承载平台上。 | |
| 原理：用甲方提供的常温压缩空气接入雾化空气子系统，通过电动阀调节压缩空气的流量和压力，加装过滤器保证输出空气洁净。 | ||
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功能参数： 1、供气压力应在（0、1～0、5）MPa范围可调； 2、具备测量供给喷雾段的压缩空气流量、温度和压力； 3、具备加热能力，温升≥60℃； 4、吹扫时自动将气路连通至水路。 | ||
| 控制子系统 | 组成：控制系统主要包括PLC本地控制和上位机远程控制两部分。 | |
| PLC本地控制：通过触摸屏输入控制参数和控制指令，实现水和空气的温度和压力调节。 | ||
| 上位机远程控制：上位机控制系统和PLC通过串口进行通信，上位机软件中输入的控制信息通过RS232发送给PLC进而实现控制，布置承载平台上。 | ||
| 喷雾装置（段） | 作用：主要包括喷雾耙和二元喷嘴，通过压缩空气将纯水喷射成雾化颗粒，通过调节喷雾水、气压的值获得试验要求的水雾粒子平均直径。安装于被试件工艺进气道中。 | |
| 组成：喷雾装置（段）由喷管、翼型支板、喷雾杆、二元雾化喷嘴等组成，翼型支板、喷雾杆、二元雾化喷嘴等均布置于喷管内。 | ||
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工作环境： 喷雾装置工作环境温度：（-40℃～常温）； 喷雾装置工作环境压力：10kPa(A)～101kPa(A)。 | ||
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功能参数： 1、两种规格喷雾段，分别为DN800和DN1300，轴向长度均为400mm； 2、喷雾段两端为法兰结构； 3、法兰、喷管应采用不锈钢或铝合金材质； 4、翼型支板、喷雾杆、喷嘴应采用不锈钢材质； 5、喷管外侧需进行保温处理，保温材料选用聚氨酯或橡塑材料，厚度不小于20mm，外部使用不锈钢板做蒙皮，保温需避开紧固件安装位置； 6、二元雾化喷嘴选用成品喷嘴，可通过调节喷雾水、气压的比值即获得要求的云雾粒子平均直径，连接形式为螺纹连接，方便更换喷嘴。云雾不均匀度不大于20%； 7、提供0、2倍设计数量的喷嘴备用更换。 | ||
| DN800喷雾段结构 | ||
| DN1300喷雾段结构 | ||
| 喷雾段保温层示意 | ||
| 喷嘴布局 | ||
| 承载平台 | 作用：供水子系统、雾化空气子系统、控制子系统放置在承载平台上。 | |
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放置环境： 放置于试车台试验间内，试验间内环境温度：（-5～40）℃，相对湿度范围：<95%。 | ||
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功能参数： 1、承载平台采用箱式结构，整体框架采用碳钢材质，涂刷防锈漆和蓝色或黄色面漆；四角采用带刹车滚轮，可固定； 2、设备整体外观尺寸不超过3000mm（长）X1800mm（宽）X1600mm（高）； 3、承载平台内部管路布置整齐、美观、合理，便于试验人员的操作、维护，并对管道流向进行标识； 4、气源入口、水源入口布置于承载平台西侧，加热后的纯水和空气出口布置于北侧，触摸屏镶嵌于承载平台南侧门上。在承载平台每侧尽可能设计双开门方便人员操作内部设备。 5、承载平台放置于试验间内，喷雾段放置于有限空间内，高度落差3、8m。承载平台纯水和空气出口与喷雾段纯水和空气入口之间连接管路位于有限空间外部分采用无缝钢管连接，有限空间内使用金属软管或橡胶软管连接。有限空间底部设计有管接头转接板，两侧管接头规格均为KF40（GB/T4982 真空技术 快卸连接器 尺寸 规格DN40），承载平台纯水和空气管路规格尺寸可不与管接头转接板接头规格一致，可通过大小头进行转接。 6、承载平台水源和气源入口和甲方循环水和压缩空气之间管路、承载平台纯水和空气出口与管接头转接板之间管路和管件、管接头转接板与喷雾段纯水和空气入口之间金属编织软管均由乙方提供且负责现场安装，承载平台水源和空气入口和甲方循环水和压缩空气之间管路长度在12m以内，承载平台纯水和空气出口与管接头转接板之间距离在12m以内，金属编织软管长度暂按3m配置。甲方预留的水源为法兰接口，规格为GB/T9119 DN50 PN10 RF 系列II，预留的气源为法兰接口，规格为GB/T9119 DN50 PN16 RF 系列II。 | ||
| 检测设备 | 检测设备主要包括用于模拟结冰均匀性检测栅格、冰层厚度测量仪等必要的检测设备，要求能够较真实地评估模拟结冰冰层均匀性。 | |
| 其他 |
1、结冰喷雾系统布置合理，操作方便； 2、结冰喷雾系统设计完成后，需经委托方评审会签后方可进行制造； 3、可通过调节供水压力和雾化空气压力达到控制液态水含量和水滴粒径的目的，并进行标定； 4、所有连接管路、金属软管、设备材料均使用不锈钢（0Cr18Ni9）； 5、结冰喷雾系统运行稳定，无故障工作时间不小于500小时。 | |
| 6、飞行速度模拟系统 | ||
| 总体结构 | ||
| 飞行速度模拟系统由循环风道洞体、驱动系统、驱动控制系统、换热器、制冷系统、喷雾、雨水、风雪系统以及辅助设备等组成，其布置及模型图见下图，图中2个蝶阀和环境试验舱不含在本系统内。 | ||
| 循环风道洞体 | ||
| 循环风道尺寸 |
循环风道主体中心尺寸：长28、3m、宽10m、中心高3、8m； 循环风道*直段直径2、6m，第三直段直径3、0； *拐角段一端与试验舱出口法兰相连接，接口尺寸为DN3000、PN0、6MPa；*拐角段另一端与收缩段焊接，收缩段管径φ2620，安装时与阀门的配套法兰相连； *拐角段内需布置发动机尾气排放扩压器段，*导流片和外管壁均需开孔，直径为φ1630； 第三拐角段内需布置进气管道，第三导流片和外管壁均需开孔，直径为1230； 按技术要求描述：循环风道中蝶阀的轴向厚度500mm（暂定）。 | |
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