CN109115531A - 用于低气压舱温控试验中加速升降温的试验方法 - Google Patents

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何超
周盈
李高
丁文静
王紫娟
顾志飞
张磊
韩潇
龚洁
李昂
张燚
王学章
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Abstract

本发明公开了一种用于低气压舱温控试验中加速升降温的试验方法，在试验前期，用干燥气体对试验舱内的空气进行置换，即通过压控***对试验舱进行抽真空，再用干燥气体进行复压；之后在常压时通过调温热沉控制试验舱内的环境温度，通过压控***对试验舱内的环境压力进行调节，以减少低气压温控试验的时间。本发明能够明显减少低气压温控试验的时间。

Description

用于低气压舱温控试验中加速升降温的试验方法
技术领域
本发明属于航天器试验技术领域，具体而言，本发明涉及一种针对低气压试验舱内温控试验过程中，加速升降温的试验方法。
背景技术
火箭发动机在发射过程中会经历低气压环境，临近空间飞行器在起降和稳定工作过程中也会经历低气压环境，需在地面试验中对低气压高低温工况进行模拟。
为了模拟低气压高低温环境，试验舱需要压控***和温控***，例如参见图1，图1显示了现有技术中的低气压温控试验设备，包括试验舱1、调温热沉2和压控***3，压控***3用于控制试验舱1中的压力调节。压控***3具有补气和抽真空功能，通过调节真空抽速和补气量对试验舱的压力进行调节。调温热沉2能够调节温度，通过热沉与周围环境进行换热，控制试验舱内的环境温度。
试验中为了防止低温工况时水汽凝结，试验过程中首先通过压控***3调节试验舱的压力至试验所需的低气压，然后通过调温热沉2进行温度调节。低气压工况下导热和对流换热效果减弱，试验舱1的内壁和舱内的试件和工装升降温速率很慢，在试验舱1升降温过程中，会成为持续的冷源或热源，对环境温度进行降温或加热，降低试验舱1环境温度的升降温速率。
现有技术的低气压试验，先进性压力调节再进行温度控制，为了等待环境温度达到目标温度，特别是环境的目标温度很低时，由于低气压下换热效率低，需要温控***较长时间维持在低温工况，直到试验舱1的内壁和舱内的试件和工装温度降低，舱内环境温度才能达到目标温度。这就导致试验时间很长，造成能源和人力成本的浪费。本发明提出一种低气压舱温控试验中加速升降温的试验方法，能够有效缩短试验时间，从而节约能源和人力成本。
发明内容
基于此，本发明的发明目的在于提供一种用于低气压舱温控试验中加速升降温的试验方法，在现有低气压温控设备的基础上，提高试验舱内环境温度的升降温速率。
本发明采用了如下的技术方案：
用于低气压舱温控试验中加速升降温的试验方法，包括以下步骤：
在低气压舱温控试验前期，用干燥氮气或干燥空气对试验舱内的空气进行置换，减少舱内气体的水含量，即通过压控***对试验舱进行抽真空，之后使用干燥氮气或干燥空气进行复压；完成干燥氮气或干燥空气的置换后，在常压时通过调温热沉控制试验舱内的环境温度，此时试验舱内为标准大气压，在低气压舱的内壁、舱内试件及工装达到目标温度时，通过压控***对试验舱内的环境压力进行调节，以减少低气压温控试验的时间。
其中，用干燥氮气或干燥空气对试验舱内的空气进行置换的步骤可进行两次或两次以上。
其中，低气压舱温控试验前期是指温控试验开始前。
本发明通过在试验前期对舱内空气进行干燥氮气/空气置换，然后先进行温控再进行压力调节，能够加快低气压舱的温度控制速度。
附图说明
图1为现有技术中低气压温控试验设备的结构示意图。
其中，1为试验舱；2为调温热沉；3为压控***。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的具体实施方式进行举例说明，这些具体实施方式仅仅是示例性的，并不旨在对本发明的保护范围进行任何限制。
参见图1，现有的低气压温控试验设备包括：试验舱1、调温热沉2和压控***3。低气压温控试验中，压力调节的时间很快，大部分时间用在等待环境温度达到工况，基于此，本发明的方法是在试验前期，用干燥氮气或空气对试验舱1内的空气进行置换，从而减少舱内气体的水含量，即通过压控***3对试验舱进行抽真空，之后使用干燥氮气/空气进行复压。完成干燥氮气/空气的置换后，在常压时通过调温热沉2控制试验舱内环境温度，由于此时试验舱1内为标准大气压，此时导热和对流换热效率相对低气压时显著提高，舱内壁、舱内试件及工装升降温速度改善。在舱内壁、舱内试件及工装达到目标温度时，通过压控***3对试验舱1内的环境压力进行调节，能够明显减少低气压温控试验的时间。其中，本发明中的干燥气体不局限于氮气和空气。
这样，导热和对流换热效率相对低气压时显著提高，舱内壁、舱内试件及工装升降温速度改善。其中，在一次调试中，采用本发明方法之前，试验舱降到目标温度-60℃需要6h，采用本发明试验方法，3h试验舱达到目标温度，其中舱内气体置换0.5h，温控和压控2.5h。
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。

Claims (3)

1.用于低气压舱温控试验中加速升降温的试验方法，包括以下步骤：
在低气压舱温控试验前期，用干燥氮气或干燥空气对试验舱内的空气进行置换，减少舱内气体的水含量，即通过压控***对试验舱进行抽真空，之后使用干燥氮气或干燥空气进行复压；完成干燥氮气或干燥空气的置换后，在常压时通过调温热沉控制试验舱内的环境温度，此时试验舱内为标准大气压，在低气压舱的内壁、舱内试件及工装达到目标温度时，通过压控***对试验舱内的环境压力进行调节，以减少低气压温控试验的时间。
2.如权利要求1所述的试验方法，其中，用干燥氮气或干燥空气对试验舱内的空气进行置换的步骤可进行两次或两次以上。
3.如权利要求1所述的试验方法，其中，低气压舱温控试验前期是指温控试验开始前。
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