本实用新型专利技术公开了一种利用空气泡沫减小高速列车空气阻力的装置，包括设置在列车上的蓄水池、连接于蓄水池的水泵、连接于水泵输出端口的泡沫产生器，泡沫产生器的输出端口连接有空气泡沫喷射管道，空气泡沫喷射管道铺设在列车表面，空气泡沫喷射管道上设有数个喷射孔。水泵将向泡沫液由蓄水池抽送注入泡沫产生器，泡沫液经过泡沫产生器处理后变成泡沫，并由空气泡沫喷射管道喷射在列车的表面，变成空气泡沫，这样空气泡沫层就将空气和列车的接触减弱了，从而达到减小列车空气阻力的目的。本实用新型专利技术所述的方案结构简单，易于实际应用，操作方便，运行可靠，并且造价合理。通过有效降低高速列车行驶中的空气阻力提高列车运行速度，并且降低能耗。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于高速列车减小空气阻力装置，具体涉及一种利用空气泡沫减小高 速列车空气阻力的装置。
技术介绍
近年来，我国正在着手研宄和建立高速列车运行系统。由于列车运行时所受的 空气阻力与速度的平方成正比，空气阻力耗散功率与速度立方成正比，所以随着车速的 提高，空气阻力及其耗散功率急骤增加。研宄结果表明，当高速列车运行速度达到300km/ h，其空气阻力占总阻力的比例达到80%，所以减小空气阻力与提高列车运行速度和降低能 耗密切相关，因而减小空气阻力成为列车提速的关键问题。传统的减小空气阻力的途径包 括：减小列车横截面积或减小空气阻力系数，通过研宄可知，高速列车空气阻力的计算公式 是=0.5(ΓΛ./7Κν2；^，从式中可知，高速列车所受空气阻力与9，、5、(；有关， 其中空气密度P通常情况下为常数，列车速度V是人们希望不断提高的量，因此，要减 小空气阻力，传统的方法是减小列车横截面积S及空气阻力系数Cx。然而列车横截面积的 降低有限，减小空气阻力系数也没有达到最优理想效果。 然而列车横截面积的降低有限，减小空气阻力系数也没有达到最优理想效果。想 要进一步提高列车的行驶速度，需要寻找一种能够减小空气阻力的新途径。
技术实现思路
： 本技术的目的是提供一种原理简单、操作方便、运行可靠，能够有效减小列车 行驶中的空气阻力的利用空气泡沫减小高速列车空气阻力的装置，以克服现有技术的不 足。 为实现上述目的，本技术的技术方案为： 一种利用空气泡沫减小高速列车空气阻力的装置，包括设置在列车上的蓄水池、 连接于蓄水池的水泵、连接于水泵输出端口的泡沫产生器，泡沫产生器的输出端口连接有 空气泡沫喷射管道，空气泡沫喷射管道铺设在列车表面，空气泡沫喷射管道上设有数个喷 射孔；列车上还设有微型计算机，以及连接于微型计算机第一输入端口的列车速度传感器； 微型计算机的第一输出端口连接于水泵。 较佳地，列车速度传感器为压电式列车速度传感器。 较佳地，在泡沫产生器的输出端设有流量传感器，流量传感器连接微型计算机第 二输入端口。 较佳地，流量传感器为管道式涡街流量传感器。 较佳地，微型计算机还包括第二输出端口，第二输出端口连接声光报警器。 较佳地，空气泡沫喷射管道均匀铺设在列车的表面。 较佳地，列车表面还设有薄膜，空气泡沫喷射管道设置在薄膜和列车表面之间，薄 膜与列车表面通过固膜线连接，固膜线与喷射孔错位布置。 较佳地，固膜线为金属丝，固膜线镶嵌在薄膜靠近列车的内表面，固膜线固定连接 于列车表面。 较佳地，微型计算机为51系列单片机或者ARM处理器或者PLC控制器或者工控 机。 本技术的有益效果在于：水泵将向泡沫液由蓄水池抽送注入泡沫产生器，泡 沫液经过泡沫产生器处理后变成泡沫，并由空气泡沫喷射管道喷射在列车的表面，变成空 气泡沫，这样空气泡沫层就将空气和列车的接触减弱了，从而达到减小列车空气阻力的目 的。通过连接与微型计算机的速度传感器和流量传感器，达到对列车速度的实时检测，并依 据列车的实时速度对水泵转速进行控制，达到对最终泡沫喷射量和流速的控制。而设置在 泡沫产生器输出端口的流量传感器对实际输出的泡沫流量进行监测，并将数据返回微型计 算机，可以实现对水泵更进一步更准确的控制。设置在最外层的薄膜通过固膜线固定在列 车表面，并与空气泡沫喷射管道上的喷射孔错位布置，可以在列车表面形成更稳定的空气 泡沫层，达到更有效的减小列车空气阻力的目的。本技术所述的方案结构简单，易于实 际应用，操作方便，运行可靠，并且造价合理。通过有效降低高速列车行驶中的空气阻力提 高列车运行速度，并且降低能耗。【附图说明】 图1为本技术实施例的结构示意图， 图2为本实用信息实施例空气泡沫喷射管道铺设在列车表面的结构示意图； 图3为本实用信息实施例的原理图。 图中：1-蓄水池，2-水泵，3-泡沫产生器，4-微型计算机，5-空气泡沫喷射管道， 6_喷射孔，7-列车速度传感器，8-薄膜，9-流量传感器，10-列车。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明。 一种利用空气泡沫减小高速列车空气阻力的装置（图1)，包括设置在列车10上的 蓄水池1、水泵2、泡沫产生器3、微型计算机4和空气泡沫喷射管道5,通过各自相应的支撑 部件安装在列车10内部或表面。 蓄水池1、水泵2和泡沫产生器3通过管道依次连接，泡沫产生器3的输出端口连 接有空气泡沫喷射管道5,空气泡沫喷射管道5设置在列车10表面。本实施例中，空气泡沫 喷射管道5均匀铺设在列车10的表面，并设有数个喷射孔6 (图2)。 微型计算机4第一输入端口连接列车速度传感器7,第一输出端口连接于水泵2。 在泡沫产生器3的输出端还设有流量传感器9,流量传感器9连接微型计算机4第二输入端 口。微型计算机4还包括第二输出端口，第二输出端口连接声光报警器。 本实施例中，列车速度传感器7为压电式列车速度传感器7。流量传感器9为管 道式涡街流量传感器9,它可用于液体、蒸汽以及压缩空气等介质的流量测量。微型计算机 4为51系列单片机或者ARM处理器或者PLC控制器或者工控机。泡沫产生器3由滤网、泡 沫喷管、转接盖、切换头等器件组成；声光报警器包括LED灯和蜂鸣器。 作为本实施例的一种改进方案在空气泡沫喷射管道5外层设置薄膜8,薄膜8与 列车10表面通过固膜线连接。固膜线为金属丝，固膜线镶嵌在薄膜8靠近列车10的内表 面，固膜线固定连接与列车10表面，固膜线与喷射孔6错位布置。固膜线固定连接与列车 10表面是指将固膜线纵向一圈一圈地熔合在列车10表面。 当薄膜8的厚度达到纳米尺寸时，会发生量子尺寸效应。这是由于电子的运动被 限制在薄膜8内，引起垂直于表面方向的能带结构发生劈裂产生量子阱态。使得薄膜8表 面具有吸附性质，当列车10静止时，薄膜8能够吸附在列车10的金属表面，和列车10成为 一个整体，只有在空气泡沫从空气泡沫喷射管道5的喷射孔6出来时，才在列车10表面和 薄膜8之间形成微小的空隙。当列车10开始运行，随着速度的增加，列车10表面的气压会 下降，大气压对薄膜8的作用力也是向列车10内侧，而喷射出来的空气泡沫只会进入到薄 膜8层的微小空隙里。 泡沫从泡沫产生器3中出来以后，输送到分布在火车表面的空气泡沫喷射管道5 中，管道上分布着许多喷射孔6,空气泡沫就从这些喷射孔6中喷射出来，在火车的表面设 置这层薄膜8,使喷射出来的空气泡沫均匀的分布在列车10的表面，形成一层空气泡沫层， 这样就减小了列车10表面的空气密度，从而就减小了列车10所受的空气阻力，提高了列车 10速度，节约了能源。 在高速列车10的行驶过程中，空气阻力是高速列车10阻力的主要组成部分，空气 阻力产生的根源是空气的粘性当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用空气泡沫减小高速列车空气阻力的装置，其特征在于：包括设置在列车(10)上的蓄水池(1)、连接于所述蓄水池(1)的水泵(2)、连接于所述水泵(2)输出端口的泡沫产生器(3)，所述泡沫产生器(3)的输出端口连接有空气泡沫喷射管道(5)，所述空气泡沫喷射管道(5)铺设在所述列车(10)表面，所述空气泡沫喷射管道(5)上设有数个喷射孔(6)；所述列车(10)上还设有微型计算机(4)，以及连接于所述微型计算机(4)第一输入端口的列车速度传感器(7)，所述微型计算机(4)的第一输出端口连接于水泵(2)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：熊和金，刘元庆，王强强，魏迪，张瑶，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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