阅读说明：本技术 一种用于高超声速风洞的塔型冷凝器 (Tower-type condenser for hypersonic wind tunnel ) 是由 齐大伟 吴斌 陈德江 唐志共 许开平 李伟 吕德润 李泽龙 曾令国 周鑫 于 2020-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于高超声速风洞的塔型冷凝器。该塔型冷凝器包括筒体,筒体的上部设置有进液管、出气管,筒体的下部设置有出液管和进气管；筒体的中部为筒身,在筒身的腔体内,从上至下顺序设置有喷淋装置、填料层和气体分布器；进液管与喷淋装置连通,进气管与气体分布器连通。液体的流动方向为从上至下,液体从进液管进入筒体经喷淋装置喷出,再经填料层后,从出液管流出；气体的流动方向为从下至上,液体从进气管进入筒体经气体分布器喷出,再经填料层后,从出气管流出。液体和气体在填料层进行热量与质量交换。该塔型冷凝器结构简单,检修方便,制造成本降低,操作过程不会产生液泛,气速范围大,处理能力强。(The invention discloses a tower-type condenser for a hypersonic wind tunnel. The tower-type condenser comprises a cylinder body, wherein a liquid inlet pipe and a gas outlet pipe are arranged at the upper part of the cylinder body, and a liquid outlet pipe and a gas inlet pipe are arranged at the lower part of the cylinder body; the middle part of the cylinder body is a cylinder body, and a spraying device, a packing layer and a gas distributor are sequentially arranged in a cavity of the cylinder body from top to bottom; the liquid inlet pipe is communicated with the spraying device, and the gas inlet pipe is communicated with the gas distributor. The flowing direction of the liquid is from top to bottom, the liquid enters the cylinder from the liquid inlet pipe, is sprayed out by the spraying device, passes through the packing layer and flows out from the liquid outlet pipe; the flowing direction of the gas is from bottom to top, and the liquid enters the cylinder body from the gas inlet pipe, is sprayed out through the gas distributor, passes through the packing layer and flows out from the gas outlet pipe. The liquid and gas exchange heat and mass in the packing layer. The tower-type condenser is simple in structure, convenient to overhaul, low in manufacturing cost, free of flooding in the operation process, large in gas velocity range and strong in processing capacity.)

一种用于高超声速风洞的塔型冷凝器

技术领域

本发明属于风洞设备技术领域，具体涉及一种用于高超声速风洞的塔型冷凝器。

背景技术

大型高超声速风洞试验过程中会产生大量的含有过饱和水蒸气的气体，为降低建设成本、节约能耗，需要在短时间内对含有过饱和水蒸气的气体进行急冷降温，将气流中的水蒸气大部分冷凝析出，并以液态水形式排出系统。

当前，亟需发展一种专用于高超声速风洞的塔型冷凝器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于高超声速风洞的塔型冷凝器。

本发明的用于高超声速风洞的塔型冷凝器，其特点是，所述的塔型冷凝器包括筒体，筒体的上部设置有进液管、出气管，筒体的下部设置有出液管和进气管；筒体的中部为筒身，在筒身的腔体内，从上至下顺序设置有喷淋装置、填料层和气体分布器；进液管与喷淋装置连通，进气管与气体分布器连通；

液体的流动方向为从上至下，液体从进液管进入筒体经喷淋装置喷出，再经填料层后，从出液管流出；

气体的流动方向为从下至上，气体从进气管进入筒体经气体分布器喷出，再经填料层后，从出气管流出；

液体和气体在填料层进行热量与质量交换。

进一步地，所述的筒体的上端和下端采用封头封堵，上端的封头顶端安装有出气管，下端的封头顶端安装有出液管。

进一步地，所述的进液管在筒体的上部均匀分布，每个进液管分别连通独立的喷淋装置。

进一步地，所述的喷淋装置包括喷淋管和与喷淋管连通的阵列排列的喷头。

进一步地，所述的填料层的比表面积沿筒身高度方向从上至下逐渐减小；填料层上层的填料型号为BH1Y，下层填料型号为BH1X。

进一步地，所述的气体分布器外接高压气源系统，通过高压气源系统控制气体的流速和流量。

进一步地，所述的气体分布器为具有阵列排列的气体通道的挡板块。

进一步地，所述的出液管外接处理系统，液体经处理系统处理后再循环流入进液管。

进一步地，所述的封头为锥形封头、椭圆形封头或平封头中的一种。

进一步地，所述的喷头的喷淋出口方向为从上至下或者从下至上。

本发明的用于高超声速风洞的塔型冷凝器采用气液直接接触冷凝方式，由于塔型冷凝器内没有设置传热间壁，换热面就是含有过饱和水蒸气的气体与冷却气体之间的接触面积，含有过饱和水蒸气的气体从进液管进入筒体经喷淋装置喷出，在填料层内与从进气管进入筒体经气体分布器喷出的冷却气体相遇后成为冷却水，冷却水渗出填料层，从出液管流出。

本发明的用于高超声速风洞的塔型冷凝器将含有过饱和水蒸气的气体中的气液两相在填料层内通过气泡、液滴分散的形式进行直接接触换热，使得传热效率大为提高，而且传热传质同时进行，能够快速高效地析出含有过饱和水蒸气的气体中的水蒸气，达到比较理想的降温、冷凝的效果。

本发明的用于高超声速风洞的塔型冷凝器结构简单，检修方便，制造成本降低，操作过程不会产生液泛，气速范围大，处理能力强。

附图说明

图1为本发明的用于高超声速风洞的塔型冷凝器。

图中，1.筒体 2.进液管 3.出气管 4.喷淋装置 5.填料层 6.气体分布器 7.进气管 8.出液管 9.喷淋管 10.喷头 11.筒身 12.封头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明。

实施例1

如图1所示，本实施例的用于高超声速风洞的塔型冷凝器，其特征在于，所述的塔型冷凝器包括筒体1，筒体1的上部设置有进液管2、出气管3，筒体1的下部设置有出液管8和进气管7；筒体1的中部为筒身11，在筒身11的腔体内，从上至下顺序设置有喷淋装置4、填料层5和气体分布器6；进液管2与喷淋装置4连通，进气管7与气体分布器6连通；

液体的流动方向为从上至下，液体从进液管2进入筒体1经喷淋装置4喷出，再经填料层5后，从出液管8流出；

气体的流动方向为从下至上，气体从进气管7进入筒体1经气体分布器6喷出，再经填料层5后，从出气管3流出；

液体和气体在填料层5进行热量与质量交换。

进一步地，所述的筒体1的上端和下端采用封头12封堵，上端的封头12顶端安装有出气管3，下端的封头12顶端安装有出液管8。

进一步地，所述的进液管2在筒体1的上部均匀分布，每个进液管2分别连通独立的喷淋装置4。

进一步地，所述的喷淋装置4包括喷淋管9和与喷淋管9连通的阵列排列的喷头10。

进一步地，所述的填料层5的比表面积沿筒身11高度方向从上至下逐渐减小；填料层5上层的填料型号为BH1Y，下层填料型号为BH1X。

进一步地，所述的气体分布器6外接高压气源系统，通过高压气源系统控制气体的流速和流量。

进一步地，所述的气体分布器6为具有阵列排列的气体通道的挡板块。

进一步地，所述的出液管8外接处理系统，液体经处理系统处理后再循环流入进液管2。

进一步地，所述的封头12为锥形封头、椭圆形封头或平封头中的一种。

进一步地，所述的喷头10的喷淋出口方向为从上至下或者从下至上。

以上对本发明提供的一种用于高超声速风洞的塔型冷凝器进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。