裴海濤，陳吉明, , ，陳振華, ，陳欽, ，王盼

1.中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心 設(shè)備設(shè)計(jì)與測(cè)試技術(shù)研究所，綿陽(yáng) 621000

2.中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心 空氣動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，綿陽(yáng) 621000

0 引 言

在跨聲速風(fēng)洞中，氣流在噴管下游劇烈膨脹加速，使氣流靜壓、靜溫隨馬赫數(shù)增大而急劇下降，當(dāng)水蒸氣分壓大于當(dāng)?shù)貕毫囟认碌娘柡头謮毫r(shí)，氣流中的水汽開(kāi)始凝結(jié)。水汽凝結(jié)過(guò)程中釋放的相變潛熱會(huì)加熱氣流，使氣流變?yōu)榉堑褥亓鲃?dòng)，并可能伴隨凝結(jié)波發(fā)生，嚴(yán)重破壞流場(chǎng)均勻性，對(duì)模型最大升力系數(shù)等氣動(dòng)力測(cè)試數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，因此美國(guó)的NTF和16T等連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞均設(shè)置了干燥系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究了水汽凝結(jié)對(duì)激波/邊界層相互干擾的影響，通過(guò)紋影觀(guān)察到λ型凝結(jié)波，發(fā)現(xiàn)濕度增大會(huì)導(dǎo)致激波位置前移、激波強(qiáng)度降低、氣流分離減弱等。動(dòng)態(tài)壓力測(cè)試結(jié)果顯示，當(dāng)凝結(jié)波產(chǎn)生并與氣流激波相互影響時(shí)，流場(chǎng)變得不穩(wěn)定，產(chǎn)生720 Hz的周期性流動(dòng)振蕩。Gorbushin在無(wú)凝結(jié)假設(shè)條件下，理論分析了氣流含濕量對(duì)Ma=0.2～1.5范圍內(nèi)流場(chǎng)參數(shù)計(jì)算的影響，發(fā)現(xiàn)含濕量低于5 g/kg時(shí)，馬赫數(shù)偏差低于0.000 2，可忽略其對(duì)動(dòng)壓、Ma及雷諾數(shù)等參數(shù)的影響。Huang等通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在Ma=0.78～0.805、含濕量約低于2.5 g/kg時(shí)，可忽略濕度對(duì)模型氣動(dòng)力測(cè)試的影響。Stich等研究了濕度對(duì)跨聲速風(fēng)洞數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)含濕量高于1.5 g/kg時(shí)，試驗(yàn)條件及模型數(shù)據(jù)將受到影響。因此，在跨聲速及低超聲速流動(dòng)中，為保證試驗(yàn)條件及測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，應(yīng)控制氣流含濕量在1.5 g/kg以下以避免凝結(jié)。

實(shí)現(xiàn)連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞氣流干燥的方法有兩種：一是使用干燥度很高的中高壓氣源將洞內(nèi)濕空氣置換為干燥空氣；二是使用干燥系統(tǒng)直接對(duì)洞內(nèi)濕空氣進(jìn)行循環(huán)干燥。國(guó)內(nèi)已建成的連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞，大多采用第一種方法來(lái)滿(mǎn)足試驗(yàn)氣流干燥度要求。該方法雖然無(wú)需增設(shè)干燥系統(tǒng)，但易受洞體總壓運(yùn)行范圍、氣源能力等限制。當(dāng)風(fēng)洞容積巨大時(shí)，該方法耗氣量大、干燥運(yùn)行費(fèi)用高，且會(huì)極大影響氣源對(duì)其他風(fēng)洞的保障能力。因此，大型連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞應(yīng)設(shè)置干燥系統(tǒng)，在風(fēng)洞試驗(yàn)運(yùn)行之前對(duì)回路內(nèi)的濕空氣進(jìn)行干燥處理，并在發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)等特種試驗(yàn)中為洞體補(bǔ)充干燥空氣，使其滿(mǎn)足試驗(yàn)要求。如美國(guó)16T、16S和4T三座連續(xù)式風(fēng)洞設(shè)置了采用冷卻聯(lián)合吸附方式的共用干燥系統(tǒng)，具備280 000 m/h連續(xù)處理風(fēng)量、560 000 m/h最大處理風(fēng)量、0.27 g/kg出口氣流含濕量的干燥能力。目前國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有可供借鑒的連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞干燥系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例，為保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性，本文針對(duì)大型連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞干燥系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求及運(yùn)行特點(diǎn)，確定了技術(shù)方案，提出并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于均勻摻混假設(shè)的洞內(nèi)氣流干燥仿真計(jì)算模型，開(kāi)展了系統(tǒng)總體參數(shù)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

1 系統(tǒng)技術(shù)方案

在建的大型連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞回路輪廓及接口如圖1所示。洞內(nèi)氣流干燥時(shí)關(guān)閉隔離門(mén)2，干燥系統(tǒng)從回風(fēng)口處將洞內(nèi)的濕空氣吸入干燥機(jī)組，然后經(jīng)送風(fēng)口送回至風(fēng)洞內(nèi)。相較于常規(guī)工業(yè)干燥系統(tǒng)，風(fēng)洞干燥系統(tǒng)的特點(diǎn)是僅需短時(shí)將洞內(nèi)濕空氣干燥至目標(biāo)含濕量而無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間維持。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)前提下，結(jié)合風(fēng)洞工藝運(yùn)行特點(diǎn)，確定技術(shù)方案，優(yōu)化送風(fēng)量及氣流含濕量處理工藝等參數(shù)，控制系統(tǒng)設(shè)備配置規(guī)模。風(fēng)洞回路容積為V，風(fēng)洞運(yùn)行前，干燥系統(tǒng)需在2 h內(nèi)將洞內(nèi)氣流平均含濕量從初始含濕量處理至1.5 g/kg以下，處理過(guò)程中考慮環(huán)境空氣漏入率為0.1 kg/s。

圖1 風(fēng)洞回路示意圖Fig.1 Schematic diagram of the wind tunnel

風(fēng)洞在圖1中2-2截面及3-3截面處為夾層結(jié)構(gòu)，此處內(nèi)外流道間氣流可流通，但流通性較差?？紤]到洞內(nèi)夾層結(jié)構(gòu)與內(nèi)流道流通性差，假定干燥完成后夾層內(nèi)氣流含濕量只能處理至12 g/kg左右，之后需通過(guò)內(nèi)流道與夾層內(nèi)氣流摻混才能實(shí)現(xiàn)干燥目標(biāo)。根據(jù)兩者容積計(jì)算得到內(nèi)流道氣體含濕量在干燥完成后需達(dá)到0.8 g/kg，這要求干燥系統(tǒng)送風(fēng)含濕量需控制在0.4 g/kg以下，對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的露點(diǎn)約為–25 ℃，屬于深度除濕區(qū)。實(shí)現(xiàn)這一露點(diǎn)的主要除濕方法有冷卻除濕、溶液除濕、吸附除濕及膜除濕等，曾瑞璇等詳細(xì)梳理了上述各方法的主要特點(diǎn)，如表1所示。

從表1可見(jiàn)，冷卻除濕及溶液除濕均需對(duì)氣流加壓才能實(shí)現(xiàn)較低露點(diǎn)，對(duì)設(shè)備及管路要求高，占地面積比后兩種除濕方法更大；膜除濕結(jié)構(gòu)最為緊湊，但相較于吸附除濕，單模塊處理風(fēng)量偏小，在船舶及醫(yī)用空氣系統(tǒng)中應(yīng)用較廣泛?？梢?jiàn)，本系統(tǒng)適宜采用吸附除濕。吸附除濕主要有吸附塔/床、轉(zhuǎn)輪等形式。相較于吸附塔/床式，轉(zhuǎn)輪式能夠在不切換氣流的情況下連續(xù)實(shí)現(xiàn)在3/4轉(zhuǎn)輪除濕的同時(shí)，開(kāi)展另外1/4轉(zhuǎn)輪再生，且單臺(tái)的最大處理風(fēng)量可達(dá)50 000 m/h以上。結(jié)合轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)處理風(fēng)量巨大、出風(fēng)含濕量低、空間布局緊湊等特點(diǎn)，確定采用硅膠轉(zhuǎn)輪聯(lián)合冷卻除濕方法實(shí)現(xiàn)梯度除濕，以充分利用冷卻除濕方法進(jìn)行初步除濕、利用轉(zhuǎn)輪進(jìn)行深度除濕，干燥系統(tǒng)原理如圖2所示。系統(tǒng)由過(guò)濾器、前后表冷器、轉(zhuǎn)輪、風(fēng)機(jī)、再生裝置（含再生過(guò)濾器、再生加熱器、再生風(fēng)機(jī)等）、管路、閥門(mén)、制冷機(jī)組及測(cè)控系統(tǒng)等組成。設(shè)置前后表冷器的目的是在夏、秋季氣流初始含濕量較高時(shí)采用兩級(jí)冷卻除濕，在春、冬季氣流初始含濕量較低時(shí)可僅采用后表冷器除濕，從而降低單表冷器配置規(guī)模，提高表冷器及制冷機(jī)組運(yùn)行效率。

圖2 干燥系統(tǒng)原理圖Fig.2 Schematic diagram of the drying system

表1 空氣除濕方法比較Table 1 Comparison of air dehumidification methods

2 計(jì)算模型及試驗(yàn)驗(yàn)證

風(fēng)洞硅膠轉(zhuǎn)輪聯(lián)合冷卻除濕系統(tǒng)原理如圖2所示，除濕過(guò)程中氣流焓值及含濕量變化如圖3所示。系統(tǒng)除濕工藝流程為：從風(fēng)洞回路中抽出的氣流，先經(jīng)過(guò)前、后表冷器冷卻降溫除濕（圖2、3中A-B-C），再經(jīng)過(guò)硅膠轉(zhuǎn)輪吸附除濕及送風(fēng)管路（圖2、3中CE），達(dá)到較低含濕量后送回至風(fēng)洞回路，在回路中與洞內(nèi)氣流摻混后（圖3中Aa點(diǎn)）再次進(jìn)入干燥機(jī)組循環(huán)干燥。除濕過(guò)程中，冷卻除濕過(guò)程取決于前、后表冷器制冷量及其溫度，轉(zhuǎn)輪除濕過(guò)程取決于轉(zhuǎn)輪參數(shù)。循環(huán)干燥過(guò)程中，洞內(nèi)氣流狀態(tài)逐漸由圖3中的A點(diǎn)沿著AE線(xiàn)向E點(diǎn)靠近，在洞內(nèi)氣流含濕量逐漸降低的過(guò)程中，前、后表冷器所需的制冷量逐漸下降。

圖3 氣流除濕過(guò)程焓濕變化過(guò)程Fig.3 Change of enthalpy and humidity in air dehumidification process

2.1 計(jì)算模型

根據(jù)系統(tǒng)除濕工藝流程，按照氣流焓值及含濕量變化情況以及洞內(nèi)氣流干濕空氣摻混情況，建立氣流參數(shù)變化計(jì)算模型，即系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算模型。對(duì)于圖3中的ABC冷卻降溫除濕過(guò)程，建立含濕量變化及焓值變化計(jì)算模型。對(duì)于圖3中的CE吸附除濕過(guò)程，雖然氣流經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)輪后含濕量降低，焓值及溫度升高，但考慮到送風(fēng)回路較長(zhǎng)，為簡(jiǎn)化模型，假定干燥系統(tǒng)送風(fēng)氣流溫度保持為環(huán)境溫度，即干燥過(guò)程中洞內(nèi)氣流溫度保持不變、含濕量逐步降低，再根據(jù)轉(zhuǎn)輪除濕性能建立該過(guò)程的含濕量變化計(jì)算模型。

EAa過(guò)程（即干燥送風(fēng)氣流與大回路內(nèi)氣流摻混過(guò)程）是模型能否有效評(píng)估系統(tǒng)干燥用時(shí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)于密閉性良好、氣流單向流通的風(fēng)洞閉式回路，將其簡(jiǎn)化為大截面長(zhǎng)管路內(nèi)部氣流干燥過(guò)程。在此假設(shè)下，內(nèi)部氣流干燥用時(shí)存在置換干燥和均勻摻混干燥兩種極限模型。置換干燥是假定進(jìn)入洞體的干燥氣體通過(guò)不摻混方式逐漸將洞體內(nèi)濕空氣整體推移至回風(fēng)口。均勻摻混干燥則假定干燥氣體與回路內(nèi)所有濕空氣迅速完成熱質(zhì)交換達(dá)到洞內(nèi)氣流含濕量相同，然后再次循環(huán)干燥。干燥用時(shí)理論上前者短、后者長(zhǎng)。這是因?yàn)樵谥脫Q模型下，干燥機(jī)組的來(lái)流在洞內(nèi)氣流一次循環(huán)中始終保持為初始含濕量，有利于機(jī)組保持高除濕能力狀態(tài)；而均勻摻混模型下，機(jī)組來(lái)流由初始含濕量逐漸向目標(biāo)含濕量靠近，除濕能力逐漸降低，用時(shí)增長(zhǎng)。可見(jiàn)，均勻摻混模型對(duì)于氣流干燥用時(shí)屬于不利模型，有利于確保系統(tǒng)設(shè)計(jì)可靠性。因此，基于均勻摻混模型建立風(fēng)洞回路內(nèi)的氣流含濕量變化計(jì)算模型。

基于上述模型，編制了計(jì)算模型及仿真程序。主要控制方程如表2所示，風(fēng)洞氣流干燥計(jì)算流程如圖4所示。設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)初始參數(shù)已知，先初步確定前、后表冷器及轉(zhuǎn)輪出口氣流參數(shù)，利用模型獲得處理風(fēng)量、干燥時(shí)間、前后表冷器制冷量等參數(shù)關(guān)系，然后根據(jù)設(shè)計(jì)需求對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，降低系統(tǒng)處理風(fēng)量，提高設(shè)備配置經(jīng)濟(jì)性。

表2 計(jì)算模型主要控制方程Table 2 Main governing equations of the calculation model

圖4 模型計(jì)算流程圖Fig.4 Calculation flow chart of the model

2.2 試驗(yàn)驗(yàn)證

為驗(yàn)證模型有效性，在中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心0.6 m連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞中開(kāi)展了試驗(yàn)測(cè)試。核心在于驗(yàn)證干燥過(guò)程是否接近均勻摻混模型，0.6 m風(fēng)洞輪廓及送回風(fēng)口設(shè)置與大型風(fēng)洞基本相同，容積約V。為減少實(shí)驗(yàn)設(shè)備配置，選用每小時(shí)處理風(fēng)量約0.92V、最大含濕量處理能力約5.2 g/kg的單轉(zhuǎn)輪除濕裝置。試驗(yàn)獲得了進(jìn)/回風(fēng)口、順氣流內(nèi)流道沿程各截面及駐室內(nèi)的氣流含濕量變化情況。此外，根據(jù)風(fēng)洞容積、漏氣率、轉(zhuǎn)輪除濕特性等參數(shù)，利用計(jì)算模型獲得了洞體平均氣流含濕量變化。試驗(yàn)及計(jì)算仿真結(jié)果如圖5所示。

圖5 0.6 m風(fēng)洞干燥過(guò)程試驗(yàn)及仿真結(jié)果Fig.5 Test and simulation results of drying process in 0.6 m wind tunnel

由圖5可見(jiàn)，當(dāng)洞內(nèi)氣流循環(huán)4次后，內(nèi)流道及駐室氣流含濕量分別約2.59 g/kg和3.28 g/kg，洞內(nèi)氣流平均含濕量約2.80 g/kg，平均含濕量計(jì)算值為2.70 g/kg，偏差約為3.57%。當(dāng)循環(huán)3次和2次時(shí)，洞內(nèi)氣流平均含濕量的試驗(yàn)與計(jì)算結(jié)果偏差分別為5.5%和8.3%。可見(jiàn)當(dāng)洞內(nèi)氣流循環(huán)2次以上時(shí)，對(duì)洞內(nèi)氣流平均含濕量而言，模型計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果變化趨勢(shì)基本一致，數(shù)值也逐漸接近，模型可有效評(píng)估洞內(nèi)氣流平均含濕量變化情況。

在洞內(nèi)氣流循環(huán)1次（運(yùn)行3 900 s）時(shí)，各測(cè)點(diǎn)氣流含濕量沿程迅速下降，之后順氣流各測(cè)點(diǎn)含濕量變化率逐漸降低。這是因?yàn)閯傞_(kāi)始時(shí)（第1次循環(huán)），洞內(nèi)干濕氣流以近似置換模式進(jìn)行干燥，而后逐漸接近于均勻摻混。干燥氣流在流動(dòng)過(guò)程中逐漸與濕空氣摻混，使得下游來(lái)流含濕量比上游更高，進(jìn)而使其含濕量變化率相對(duì)上游逐漸降低。隨著循環(huán)次數(shù)增多，各測(cè)點(diǎn)含濕量變化率逐漸降低，體現(xiàn)除濕效果的送回風(fēng)含濕量差值也逐漸減小，由循環(huán)2次后的2.36 g/kg逐漸降低至循環(huán)4次后的0.72 g/kg，下降近69.5%。由于干燥系統(tǒng)處理風(fēng)量與處理時(shí)間滿(mǎn)足公式（1），式中右側(cè)分子項(xiàng)中的風(fēng)洞初始及目標(biāo)含濕量是一定的，而分母項(xiàng)中的送、回風(fēng)含濕量及其干燥過(guò)程平均差值隨循環(huán)次數(shù)（干燥時(shí)間）增大而不斷減小。因此，為提高干燥效率，應(yīng)充分利用前4次的高效循環(huán)除濕過(guò)程。

3 參數(shù)設(shè)計(jì)及優(yōu)化

在建立風(fēng)洞有效的干燥仿真計(jì)算模型后，需針對(duì)系統(tǒng)處理風(fēng)量、送風(fēng)氣流含濕量、前后表冷器制冷量等系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體參數(shù)開(kāi)展初步設(shè)計(jì)及優(yōu)化研究。

3.1 總體參數(shù)初步設(shè)計(jì)

為便于系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)設(shè)備選型，首先根據(jù)前、后表冷器及轉(zhuǎn)輪經(jīng)濟(jì)除濕參數(shù)設(shè)定系統(tǒng)各模塊后氣流參數(shù)（表3），然后利用計(jì)算模型考察不同處理風(fēng)量下干燥用時(shí)情況，結(jié)果如表4所示。按照系統(tǒng)干燥時(shí)間要求初步選定系統(tǒng)每小時(shí)處理風(fēng)量為2.2V，洞內(nèi)氣流循環(huán)次數(shù)約4次。最后，依據(jù)表2所示的參數(shù)和系統(tǒng)處理風(fēng)量計(jì)算獲得的干燥過(guò)程中前、后表冷器制冷量變化及洞內(nèi)氣流含濕量變化，如圖6所示。

表3 系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)參數(shù)Table 3 System preliminary design parameters

表4 不同風(fēng)量下的干燥時(shí)間Table 4 Drying time under different air volume

圖6 初步設(shè)計(jì)參數(shù)下的干燥過(guò)程結(jié)果Fig.6 Drying process results under preliminary design parameter

由圖6可見(jiàn)，在初步設(shè)計(jì)設(shè)定的參數(shù)及風(fēng)量下，干燥時(shí)間為6 933 s，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。干燥過(guò)程中前、后表冷器及轉(zhuǎn)輪除濕量分別為700.1 kg、766.7 kg和1 736.4 kg。前表冷器最大和最小制冷量分別為4 300 kW和1 400 kW，相差達(dá)2.07倍，且高負(fù)荷集中在機(jī)組運(yùn)行的前25 min并下降迅速。同樣，后表冷器最大和最小制冷量分別為1 800 kW和800 kW，相差達(dá)2.25倍，高負(fù)荷出現(xiàn)在機(jī)組運(yùn)行前42 min。可見(jiàn)，一方面，如按照初步設(shè)計(jì)參數(shù)選擇前、后表冷器機(jī)組，會(huì)導(dǎo)致機(jī)組常用負(fù)荷遠(yuǎn)低于其最大負(fù)荷，造成制冷機(jī)組配置規(guī)模大、運(yùn)行效率低等。另一方面，轉(zhuǎn)輪出口氣流含濕量受轉(zhuǎn)輪本體、來(lái)流氣流含濕量等影響，系統(tǒng)選用的厚度近400 mm的硅膠轉(zhuǎn)輪能夠在9 g/kg含濕量來(lái)流條件下達(dá)到近1 g/kg的出口氣流含濕量，在1 g/kg含濕量來(lái)流條件下達(dá)到0.16 g/kg的出口氣流含濕量。因此，需充分利用所選用的轉(zhuǎn)輪除濕能力，降低前、后表冷器制冷量，優(yōu)化制冷設(shè)備配置。

3.2 參數(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化

在初步設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，以干燥用時(shí)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求為前提，將前、后表冷器的最大冷卻負(fù)荷分別優(yōu)化為2 500 kW和1 300 kW，相對(duì)初步設(shè)計(jì)分別降低了41.9%和27.8%，有效降低了前、后表冷器及相應(yīng)制冷設(shè)備配置規(guī)模。在這種設(shè)備配置下，利用均勻摻混模型計(jì)算獲得的干燥過(guò)程主要參數(shù)變化如圖7所示。

圖7 參數(shù)優(yōu)化后的干燥過(guò)程結(jié)果Fig.7 Drying process results after parameter optimization

由圖7可見(jiàn)，優(yōu)化配置制冷設(shè)備負(fù)荷后，同時(shí)受益于轉(zhuǎn)輪較強(qiáng)的除濕能力，洞內(nèi)氣流能夠在6 250 s完成干燥，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，并能提供13.2%的時(shí)間余量。干燥過(guò)程中前、后表冷器和轉(zhuǎn)輪除濕量分別為573.7、625.9、1 976 kg，較初步設(shè)計(jì)分別變化–18.5%、–18.4%和13.8%，充分發(fā)揮了所配置轉(zhuǎn)輪的除濕能力，降低了前、后表冷器制冷設(shè)備配置規(guī)模，有利于提高配置設(shè)備利用率。主要原因是系統(tǒng)會(huì)根據(jù)洞內(nèi)氣流初始含濕量確定設(shè)備模塊的運(yùn)行情況，在含濕量高于11g/kg時(shí)，同時(shí)運(yùn)行前、后表冷器以及轉(zhuǎn)輪；當(dāng)含濕量低于11 g/kg但高于6g/kg，且來(lái)流溫度低于15℃時(shí)，只需運(yùn)行后表冷器及轉(zhuǎn)輪；當(dāng)含濕量低于6 g/kg且溫度低于5 ℃時(shí)，僅需運(yùn)行轉(zhuǎn)輪。由運(yùn)行模式看，轉(zhuǎn)輪是必須運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，前后表冷器存在不運(yùn)行的工況，因此，上述優(yōu)化在滿(mǎn)足干燥要求的前提下，提高了設(shè)備配置使用效率。

4 結(jié) 論

本文針對(duì)大型連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞干燥設(shè)計(jì)要求及運(yùn)行特點(diǎn)，確定了轉(zhuǎn)輪聯(lián)合冷卻除濕的總體方案，利用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的仿真模型對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)、優(yōu)化，得到了適用于大型連續(xù)式跨聲風(fēng)洞干燥系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

1）當(dāng)洞內(nèi)氣流循環(huán)干燥2次以上時(shí)，本文搭建的基于均勻摻混假設(shè)的干燥系統(tǒng)仿真模型可有效評(píng)估洞內(nèi)氣流平均含濕量變化情況，計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果偏差在8.3%以?xún)?nèi)，且隨著循環(huán)次數(shù)的增多，兩者偏差逐漸減小。

2）在風(fēng)洞氣流循環(huán)干燥過(guò)程中，應(yīng)充分利用前4次循環(huán)的高除濕能力階段。當(dāng)循環(huán)次數(shù)繼續(xù)增多時(shí)，由于風(fēng)洞進(jìn)回風(fēng)氣流含濕量及其差值下降明顯，達(dá)到除濕目標(biāo)所需要的循環(huán)次數(shù)顯著增加。

3）在風(fēng)洞轉(zhuǎn)輪聯(lián)合冷卻除濕干燥系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，為提高設(shè)備配置使用效率，應(yīng)充分發(fā)揮選配轉(zhuǎn)輪的除濕能力，優(yōu)化減少前、后表冷器冷卻負(fù)荷。本文在滿(mǎn)足干燥設(shè)計(jì)要求下，將前、后表冷器最大冷卻負(fù)荷分別優(yōu)化降低約41.9%和27.8%。