水雾和水幕复合喷头红外降温特性研究

doi:10.3901/JME.2024.08.320

机械工程学报 ›› 2024, Vol. 60 ›› Issue (8): 320-328.doi: 10.3901/JME.2024.08.320

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水雾和水幕复合喷头红外降温特性研究

刘银水¹, 王振², 朱森林¹, 孙玲², 魏强², 周新平¹, 崔岩¹, 吴德发¹

1. 华中科技大学机械科学与工程学院武汉 430074;
2. 中国舰船研究设计中心武汉 430064

收稿日期:2023-04-20 修回日期:2024-01-20 出版日期:2024-04-20 发布日期:2024-06-17
作者简介:刘银水,男,1973年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为水液压传动技术、深海液压技术以及细水雾装备技术。E-mail:liuwater@hust.edu.cn;吴德发(通信作者),男,1983年出生,博士,副研究员,博士研究生导师。主要研究方向为水液压传动基础技术及应用。E-mail:defawu@hust.edu.cn
基金资助:
国家部委基金资助项目(41408010404)。

Research on the Infrared Cooling Characteristics of Composite Nozzle with Water Mist and Water Curtain

LIU Yinshui¹, WANG Zhen², ZHU Senlin¹, SUN Ling², WEI Qiang², ZHOU Xinping¹, CUI Yan¹, WU Defa¹

1. School of Mechanical Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074;
2. China Ship Research and Design Center, Wuhan 430064

Received:2023-04-20 Revised:2024-01-20 Online:2024-04-20 Published:2024-06-17

摘要/Abstract

摘要： 提出采用水雾和水幕复合喷淋技术方案，解决传统水幕喷淋红外隐身中，水幕达到一定厚度难以再通过增加水量提高降温隐身效果的问题。利用水雾颗粒吸收、散射红外波，同时利用水幕降温衰减目标物体红外辐射强度，通过两者的双重作用进一步降低目标的红外特性从而提高隐身性能。通过调节喷头输入压力、流量以及功率参数对两种喷头进行试验分析，探究不同动力参数下复合喷头的红外降温特性以及水雾的增益效应。试验结果表明，随着压力增大，复合喷淋红外降温时长相比单一水幕喷头缩短了41.6%、39.7%、56.9%；在相同流量下，复合喷头比水幕喷头红外降温时长缩短了47.1%；在同等功率下，复合喷头比水幕喷头红外降温时长缩短了30.5%。研究成果为采用水介质的红外降温系统设计提供了新的方向。

关键词: 复合喷头, 水幕, 水雾, 红外降温, 增益

Abstract: A technical solution using water mist and water curtain composite spraying is proposed to solve the problem that in the traditional water curtain spraying infrared stealth it is difficult to increase the cooling and stealth effect when the water film reaches a certain thickness through increasing the water volume. The infrared characteristics of the target are reduced and the stealth capability is improved through the dual effect of which the water mist particles are used to absorb and scatter infrared waves and the water film is used to cool down the infrared radiation intensity of the target object at the same time. The two types of nozzles are tested and analyzed to explore the infrared cooling characteristics of the composite nozzle under different power parameters and the gain effect of water mist by adjusting the pressure, flow and power parameters. The test results show that as the pressure increases, the infrared cooling time of the composite spray is reduced by 41.6%, 39.7%, and 56.9% compared with water curtain nozzle. The infrared cooling time of the composite nozzle is 47.1% shorter than that of the water curtain nozzle under the same flow rate. And the infrared cooling time of the composite nozzle is 30.5% shorter than that of water curtain nozzle under the same power. The research results provide a new direction for the design of water-based infrared cooling system.

Key words: composite nozzle, water curtain, water mist, infrared cooling, gain

中图分类号:

TH137

刘银水, 王振, 朱森林, 孙玲, 魏强, 周新平, 崔岩, 吴德发. 水雾和水幕复合喷头红外降温特性研究[J]. 机械工程学报, 2024, 60(8): 320-328.

LIU Yinshui, WANG Zhen, ZHU Senlin, SUN Ling, WEI Qiang, ZHOU Xinping, CUI Yan, WU Defa. Research on the Infrared Cooling Characteristics of Composite Nozzle with Water Mist and Water Curtain[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2024, 60(8): 320-328.

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Research on the Infrared Cooling Characteristics of Composite Nozzle with Water Mist and Water Curtain

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