> 儀器知識(shí) > 維修保養(yǎng) > 砂塵試驗(yàn)設(shè)備中顆粒濃度場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究 試驗(yàn)設(shè)備如何做好保養(yǎng)砂塵試驗(yàn)設(shè)備中顆粒濃度場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究
砂塵環(huán)境是引起許多軍用武器設(shè)備，包括直升機(jī)失效的一個(gè)重要環(huán)境因素.廣泛分布的砂塵環(huán)境，對(duì)軍用設(shè)備及直升機(jī)的部件、系統(tǒng)和機(jī)載設(shè)備的性能及可靠性具有嚴(yán)重影響.對(duì)軍用武器裝備進(jìn) 行 砂 塵 環(huán) 境 模 擬 試 驗(yàn) 是 國(guó) 家 軍 用 標(biāo) 準(zhǔn)GJB150 . 12-86中規(guī)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目.我國(guó)還沒(méi)有能滿足包括直升機(jī)等大型試件的大型砂塵試驗(yàn)設(shè)備，因此建立滿足國(guó)軍標(biāo)技術(shù)指標(biāo)要求的砂塵模擬環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備是當(dāng)務(wù)之急.其中顆粒濃度、粒徑分布和撞擊落塵是砂塵試驗(yàn)中需要研究確定的重要參數(shù).分析上述參數(shù)實(shí)際上就是研究氣固兩相流中顆粒速度場(chǎng)以及濃度場(chǎng)的變化規(guī)律.國(guó)軍標(biāo)砂塵環(huán)境試驗(yàn)中規(guī)定，含砂氣固兩相流在撞擊試件時(shí)，砂粒的速度和氣流流速基本相等，同時(shí)砂粒近似均勻地懸浮在氣流中［I］.這些參數(shù)反映了氣固兩相流復(fù)雜的空間特性，難以通過(guò)理論模型來(lái)描述，只有采用理論分析與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，才能確定砂塵設(shè)備中的一些設(shè)計(jì)參數(shù)，如加砂方式和加砂段距離等!實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法本實(shí)驗(yàn)是在中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所沙漠研究所室內(nèi)風(fēng)沙環(huán)境風(fēng)洞進(jìn)行的.它是一座直流閉口吹氣式低速風(fēng)洞，實(shí)驗(yàn)段長(zhǎng)I6 . 23 m，實(shí)驗(yàn)段矩型斷面為寬X高= I . 0 m X0 . 6 m，進(jìn)口軸線指示風(fēng)速! = I . 5 ~ 35 . 0 m/S，連續(xù)可調(diào)，風(fēng)洞為木質(zhì)框架結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)段兩側(cè)壁和頂部由裝有鋼化玻璃的活動(dòng)窗戶(hù)所構(gòu)成，而風(fēng)洞底部則由多層膠合板所組成.
1.實(shí)驗(yàn)裝置即實(shí)驗(yàn)方法
本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖I所示，風(fēng)洞主風(fēng)機(jī)是一臺(tái)離心風(fēng)機(jī)，砂塵顆粒氣力輸送的氣源是一臺(tái)空壓機(jī)，通過(guò)帶有球閥的料斗將砂料加入到輸送管道內(nèi).其余包括料斗及輸送管路都是塑料制品，而氣固噴嘴為鋼材制成，收擴(kuò)型，收擴(kuò)比26 1 36，擴(kuò)張角30 .由空壓機(jī)出來(lái)的壓縮空氣將料斗的砂料通過(guò)輸送管路經(jīng)氣固噴嘴沿軸向噴入實(shí)驗(yàn)段主氣流內(nèi)"測(cè)量原理
2.測(cè)量原理
激光粒子成像技術(shù)是在流場(chǎng)顯示的基礎(chǔ)上，利用近期高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新的流動(dòng)測(cè)量技術(shù)［2］.它突破了空間單點(diǎn)測(cè)量技術(shù)的局限性，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)流場(chǎng)的瞬態(tài)測(cè)量［3］.在流場(chǎng)測(cè)量技術(shù)中信號(hào)的處理主要有粒子成像測(cè)速技術(shù)PIV（Particie Image Veioci-metry）與粒子跟蹤測(cè)速技術(shù)PTV（Particie TracingVeiocimetry）2種算法［4］. PIV技術(shù)是基于圖像相關(guān)，而PTV技術(shù)是基于顆粒相關(guān)，它由2幅圖像的時(shí)間間隔計(jì)算出該顆粒的速度矢量，從而得到整個(gè)流場(chǎng)的速度分布.因此，在流場(chǎng)測(cè)試過(guò)程中在確定圖像中各粒子的位置時(shí)，同時(shí)還可以得到粒子尺寸及分布的信息，比較而言基于顆粒相關(guān)的PTV技術(shù)更容易獲得整個(gè)流場(chǎng)中顆粒的運(yùn)動(dòng)情況及顆粒的形狀信息，因而PTV技術(shù)更適合于研究砂塵環(huán)境試驗(yàn)中稀相含砂氣固兩相流場(chǎng)，其原理如圖2所示.
其測(cè)定原理為：將顆粒濃度場(chǎng)置于激光片光源的照射下，用照相系統(tǒng)把所要研究區(qū)域的顆粒濃度場(chǎng)完全地記錄在底片上，然后用基于顆粒相關(guān)的PTV技術(shù)處理該底片［5］，由圖像的灰度梯度來(lái)進(jìn)行粒子邊界的識(shí)別，即從粒子圖像的灰度中心點(diǎn)出發(fā)，計(jì)算與灰度中心相鄰各點(diǎn)間的梯度值，然后又由這些點(diǎn)出發(fā)計(jì)算與其各自相鄰點(diǎn)的灰度梯度值.按此方法，直到粒子的邊緣為止，即粒子邊緣點(diǎn)與背景的梯度值小于我們預(yù)先設(shè)定好的閾值，而且這個(gè)點(diǎn)與其相鄰點(diǎn)的灰度值接近于背景的灰度.這樣，找到各粒子的邊界后，就可以計(jì)算出該粒子在圖像中所占的面積的大小，也就是說(shuō)包含有多少個(gè)象素點(diǎn)，根據(jù)單位象素點(diǎn)所代表的實(shí)際長(zhǎng)度大小，可以換算出粒子的實(shí)際面積大小，然后將這個(gè)面積折算成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)直徑，即將不規(guī)則的粒子折算成標(biāo)準(zhǔn)的球形粒子的直徑其中，#T是不規(guī)則光斑的實(shí)際面積，單位為m2；"是折算后球形粒子的標(biāo)準(zhǔn)直徑，單位為m.經(jīng)過(guò)這樣的計(jì)算轉(zhuǎn)換，得到各粒子的標(biāo)準(zhǔn)直徑，就可以將圖像中的粒子按搜索的位置和尺寸大小分類(lèi)，于是就得到了相應(yīng)流場(chǎng)中顆粒大小及空間分布情況.
3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程
本砂塵試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)條件是按國(guó)軍標(biāo)進(jìn)行的，所用的砂料全部是石英砂，密度為2 600 kg/m3，直徑為I50 ~850"m，平均粒徑為377"m.實(shí)驗(yàn)中風(fēng)洞風(fēng)速為20 m/S，氣固噴嘴噴速為25 m/S，風(fēng)洞中砂粒質(zhì)量濃度為2 . 2 g/m3，屬稀相氣固兩相流.實(shí)驗(yàn)中對(duì)經(jīng)氣固噴嘴噴出的含砂粒的氣固兩相流和風(fēng)洞來(lái)流混合后的氣固兩相流進(jìn)行測(cè)試研究.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，將標(biāo)有刻度的校準(zhǔn)板置于觀察區(qū)域，用CCD相機(jī)拍攝下來(lái)，用于標(biāo)定CCD的像素與實(shí)際測(cè)量范圍的換算關(guān)系.在測(cè)試時(shí)，用激光片光源照亮氣固噴嘴中心處與流動(dòng)方向平行的豎直截面，用CCD攝像機(jī)進(jìn)行拍攝，拍攝區(qū)域大小為20 cm X 20 cm.由于氣固噴嘴直徑僅為36 mm，為使該區(qū)域的流場(chǎng)觀察區(qū)完全充滿CCD相機(jī)的畫(huà)面，將CCD相機(jī)放置在靠近風(fēng)洞側(cè)壁0 . 83 m距離的地面上，CCD相機(jī)離地面高度為l . 4 m.取距氣固噴嘴0 . 75 m和2 . 7 m處2個(gè)處于風(fēng)洞中心軸線處豎直截面進(jìn)行PTV測(cè)試.由于PTV測(cè)試區(qū)域?yàn)榫嘀行妮S線上下l0 cm的方形區(qū)域，未能測(cè)試到整個(gè)風(fēng)洞截面.為此，同時(shí)對(duì)激光照亮的整個(gè)豎直截面用數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行拍照，通過(guò)照片來(lái)對(duì)結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明，并且對(duì)這2處的PTV結(jié)果進(jìn)行了處理.
4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
圖3a、圖4a和圖3b、圖4b分別給出距氣固噴嘴0 . 75 m和2 . 7 m處2個(gè)PTV豎直測(cè)試截面上中心軸線處20 cm X 20 cm區(qū)域內(nèi)砂塵顆粒濃度沿風(fēng)洞高度方向上的分布規(guī)律的擬合曲線及顆粒分布曲線，圖3c和圖4c是在2位置處對(duì)整個(gè)豎直截面上顆?？臻g分布進(jìn)行拍攝的數(shù)碼照片.圖5和圖6上給出這2區(qū)域內(nèi)顆粒粒徑沿風(fēng)洞高度方向的空間分布規(guī)律擬合曲線
.l）從圖3a濃度曲線中可看出顆粒濃度在軸線附近有一個(gè)峰值，且顆粒分布不均，呈現(xiàn)出上下部分少中間多的態(tài)勢(shì)，說(shuō)明在距氣固噴嘴0 . 75 m處砂塵顆粒多數(shù)聚集在軸線中心位置附近，這是由于顆粒剛由噴嘴噴出，還沒(méi)有來(lái)得及進(jìn)行湍流擴(kuò)散.由圖3b可知，峰值位于軸線上部約5 cm處，沿風(fēng)洞高度顆粒呈拋物線分布，即中間多上下兩邊少.而由圖3c中也可以得出在軸線偏上位置砂粒比較多的結(jié)論，而在風(fēng)洞靠近頂部和底部區(qū)域幾乎沒(méi)有砂粒存在.由于本實(shí)驗(yàn)所用氣固噴嘴的上游，有一排插入的加沙管，使得風(fēng)洞內(nèi)氣流偏上，造成峰值偏于軸線上部；
2）圖4a表明，當(dāng)含砂氣固兩相流運(yùn)動(dòng)到第二截面，即距氣固噴嘴2 . 7 m處時(shí)，其峰值已基本消失，濃度曲線變得平坦.由圖4b可知，顆粒沿風(fēng)洞高度在擬和曲線附近波動(dòng)，同時(shí)峰值已消失，顆粒在各高度之間分布顆粒數(shù)相當(dāng)，說(shuō)明軸線上下部分顆粒已擴(kuò)散均勻.從圖4c中也可以看出，顆粒幾乎布滿整個(gè)區(qū)域，說(shuō)明顆粒的質(zhì)量彌散是很強(qiáng)烈的，顆粒在距氣固噴嘴2 . 7 m處已基本擴(kuò)散開(kāi).這也證明了氣固湍流流動(dòng)中確實(shí)存在著固體顆粒的擴(kuò)散現(xiàn)象；
3）從圖5砂粒粒徑變化曲線中得出，在距氣固噴嘴0.75 m處的截面上，中間粒徑的砂粒集中在軸線部分，而粒徑偏大的顆粒處于區(qū)域的下部，大小粒徑的砂粒分布不均.而在圖6中可以看出，當(dāng)含砂氣固流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)到距噴嘴2 . 7 m處時(shí)，顆粒的粒徑大小分布相對(duì)比較均勻.同時(shí)圖5和圖6
這2幅圖也顯示出流場(chǎng)中小粒子占據(jù)多數(shù)，而大顆粒較少的特點(diǎn).以上充分說(shuō)明，砂粒在距噴嘴0.75 m處軸線中心附近濃度zui大，且大粒徑顆粒區(qū)域下部zui多，而在距噴嘴2.7 m處這2個(gè)現(xiàn)象已基本消失，顆粒在整個(gè)區(qū)域分布相對(duì)比較均勻，而且大粒徑的顆粒也散布于整個(gè)空間區(qū)域內(nèi)，符合砂塵試驗(yàn)的要求.圖6距噴嘴下游2. 7 m處顆粒粒徑隨風(fēng)洞高度濃度變化曲線。砂塵試驗(yàn)設(shè)備
高低溫試驗(yàn)設(shè)備主要用于高、低溫的可靠性試驗(yàn)。對(duì)航空航天、電子電工、汽車(chē)摩托、橡膠、塑膠、金屬、船舶兵器、高等院校、科研單位等相關(guān)產(chǎn)品的零部件及材料在高、低溫變化的情況下,檢驗(yàn)其各項(xiàng)性能指標(biāo) 。那么高低溫試驗(yàn)箱出現(xiàn)故障該怎么辦？
一、高低溫試驗(yàn)設(shè)備在高溫試驗(yàn)中，如溫度變化達(dá)不到試驗(yàn)溫度值時(shí)，可以檢查電器系統(tǒng)，逐一排除故障。如溫度升得很慢，就要查看風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，看一下風(fēng)循環(huán)的調(diào)節(jié)擋板是否開(kāi)啟正常，反之，就檢查風(fēng)循環(huán)的電機(jī)
運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。如溫度過(guò)沖厲害那么就需要整定PID的設(shè)置參數(shù)。如果溫度直接上升，過(guò)溫保護(hù)，那么，控制器出故障，須更換控制儀表。
二、高低溫試驗(yàn)設(shè)備在試驗(yàn)運(yùn)行過(guò)程中突然出現(xiàn)故障時(shí)，控制儀表上出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的故障顯示提示并有聲訊報(bào)警提示
操作人員可以對(duì)照設(shè)備的操作使用中的故障排除一章中快速檢查出屬于哪一類(lèi)故障，即可請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人員快速排除故障，以確保試驗(yàn)的正常進(jìn)行。其它環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備在使用中還會(huì)有其它的現(xiàn)象，那就要具體現(xiàn)象，具體分析和排除。 環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備還要定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，制冷系統(tǒng)的冷凝器定期清理，對(duì)于活動(dòng)部件應(yīng)按說(shuō)明書(shū)加油潤(rùn)滑，電器控制系統(tǒng)定期維護(hù)檢查等等，這些工作是必不可少的
三、高低溫試驗(yàn)儀器低溫達(dá)不到試驗(yàn)的指標(biāo)，那你就要觀察溫度的變化，是溫度降的很慢，還是溫度到一定值后溫度有回升的趨勢(shì)，前者就要檢查一下，做低溫試驗(yàn)前是否將工作室烘干，使工作室保持干燥后再將試驗(yàn)樣品放入工作室內(nèi)再做試驗(yàn)，工作室內(nèi)的試驗(yàn)樣品是否放置的過(guò)多，使工作室內(nèi)的風(fēng)不能充分循環(huán)，在排除上述原因后，就要考慮是否是制冷系統(tǒng)中的故障了，這樣就要請(qǐng)廠家的專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行檢修。后者的現(xiàn)象是設(shè)備的使用環(huán)境不好所致，設(shè)備放置的環(huán)境溫度，放置的位置(箱體后與墻的距離)要滿足要求(在設(shè)備操作使用說(shuō)明中都有規(guī)定)。
四、高低溫箱在做濕熱試驗(yàn)中，出現(xiàn)實(shí)際濕度會(huì)達(dá)到100%或者實(shí)際濕度與目標(biāo)濕度相差很大，數(shù)值低得很多
前者的現(xiàn)象可能是濕球傳感器上的紗布干燥引起，那就要檢查濕球傳感器的水槽中是否缺水，水槽中的水位是由一水位控制器自動(dòng)控制的，查水位控制器供水系統(tǒng)是否供水正常，水位控制器工作是否正常。另一種可能就是濕球紗布因使用時(shí)間長(zhǎng)，或供水水質(zhì)純凈度的原因，會(huì)使紗布變硬，使紗布無(wú)法吸收水份而干燥，只要更換或清洗紗布即可排除以上現(xiàn)象。后者的現(xiàn)象主要是加濕系統(tǒng)不工作，查看加濕系統(tǒng)的供水系統(tǒng)，供水系統(tǒng)內(nèi)是否有一定的水量，控制加濕鍋爐水位的水位控制是否正常，加濕鍋爐內(nèi)的水位是否正常。如以上一切都正常，那就要檢查電器控制系統(tǒng)，這要請(qǐng)專(zhuān)業(yè)維修人員進(jìn)行檢修。
混凝土快速凍融試驗(yàn)設(shè)備儀器特點(diǎn)混凝土快速凍融試驗(yàn)設(shè)備適用于測(cè)定混凝土試件在水凍水融條件下，以經(jīng)受的快速凍融循環(huán)次數(shù)來(lái)表示混凝土抗凍性能。應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)?海工、水工、橋梁、隧道、工業(yè)與民用建筑等各種混凝土工程的耐久性的檢測(cè)，是科研院校混凝土耐久性試驗(yàn)室的必備設(shè)備。混凝土快速凍融試驗(yàn)設(shè)備儀器特點(diǎn)電子電路部分：1. 控制核心采用日本歐姆龍的PLC和溫度擴(kuò)展模塊，集成式設(shè)計(jì)，能有效降低干擾，提高設(shè)備穩(wěn)定性。2. 輸出端采用新型無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)器件,具有高可靠性、長(zhǎng)壽命、低噪音、開(kāi)關(guān)速度快、抗干擾能力強(qiáng)、提高設(shè)備的使用壽命和安全性。3. 控制方法為PID控制，控制精度為0.02°，通過(guò)軟件自整定調(diào)節(jié)PID參數(shù)，保障了跟蹤精度。4. 自主研發(fā)的工控軟件，操作簡(jiǎn)便，易于維護(hù)。軟件采用Visual Basic 6．0開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，可斷電后可繼續(xù)，界面直觀，操縱方便，可遠(yuǎn)程維護(hù)。5. 采用RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串口通信，可同步采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)直接為Excel形式，易于處理。6. 設(shè)備可脫離計(jì)算機(jī)獨(dú)立運(yùn)行。機(jī)械部分1. 采用304不銹鋼內(nèi)膽，有效防腐蝕。2. 保溫層為絕熱材料一次成型設(shè)計(jì)，內(nèi)部無(wú)空氣夾層，提高了試驗(yàn)機(jī)的保溫性能。3. 水循環(huán)采用具有不易燃性、高強(qiáng)度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性的材料，對(duì)氧化劑、還原劑和強(qiáng)酸都有很強(qiáng)的抵抗力。保障了設(shè)備安全運(yùn)行。4. 制冷部分采用進(jìn)口壓縮機(jī)制冷，性能穩(wěn)定，連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，制冷效率高，具有斷電延時(shí)保護(hù)，不會(huì)因頻繁啟停對(duì)壓縮機(jī)造成損壞。
449717568
