一种低速风洞模型制造技术

本实用新型专利技术涉及一种低速风洞模型，包括风机段、整流段、试验段以及扩张段，风机段内设有送风系统，整流段内设有蜂窝器，试验段材质为透明材料，在试验段内设有安装待测物体的支架及与待测物体连接的检测装置，检测装置包括压力拨片、a传感器以及a单片机，压力拨片贴在待测物体的下方，压力拨片与a传感器相连接，a传感器与a单片机相连接，送风系统包括风机固定架以及风机，风机连接有c传感器，c传感器连接有控制器。本实用新型专利技术的风洞模型整体采用分段式结构设计，各个部分发挥不同的作用并相互配合，能够模拟实体周围气体的流动情况，并且本实用新型专利技术成本低、移动方便、观测直观，能够满足中学或普通高等院校用于课堂教学的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种低速风洞模型
本技术涉及教学设备
，具体的说，是指一种低速风洞模型。
技术介绍
风洞是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可度量气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。我国高等教育培养人才，很多课程都涉及空气动力相关的内容，因此对教学风洞有很大的需求。但一直以来，由于现有的风洞实验设备结构复杂、对动力机构要求高、制造成本高，使得我国高校风洞实验室主要作为国家及省部级纵向科研基金及重大工程项目研究的实验场所，而使用群体主要是高校教师、硕士、博士研究生及其他相关科研人员，对于初高中、本科实验教学的效能基本没有得到发挥。因此，目前在中学和普通高等院校开设的物理课堂上，风洞实验演示一般都只能采用网络上有关风洞的多媒体视频进行辅助教学，不利于学生对所学内容的直观认识，严重影响了教学质量。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种低速风洞模型，以满足中学或普通高等院校用于课堂教学的要求。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种低速风洞模型，包括风机段、整流段、试验段以及扩张段，所述风机段内设有送风系统，整流段内设有蜂窝器，试验段材质为透明材料，在试验段内设有安装待测物体的支架及与待测物体连接的检测装置。本技术的工作原理是：送风系统将气流引导进入整流段，气流流经整流段的蜂窝器后变为稳定气流，气流进入试验段并作用在待测物体上，通过透明材料的试验段能够观察待测物体的物理现象，通过检测装置能够度量待测物体所受作用力的大小，扩张段能够避免气流回流而影响实验数据。本技术的有益效果是：风洞模型整体采用分段式结构设计，各个部分发挥不同的作用并相互配合，能够模拟实体周围气体的流动情况，并且本技术成本低、移动方便、观测直观，能够满足中学或普通高等院校用于课堂教学的要求。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步，所述检测装置包括压力拨片、a传感器以及a单片机，压力拨片贴在待测物体的下方，压力拨片与a传感器相连接，a传感器与a单片机相连接。采用上述进一步方案的有益效果是：当气流作用在压力拨片上，压力拨片对待测物体的底部产生压力，a传感器将作用在压力拨片上的压力转换为电信号并发送至a单片机，a单片机根据所得到的电压值即可计算出气流作用在待测物体上的压力值，此压力值即为气流作用在待测物体底部的升力值。进一步，所述检测装置包括弹簧，弹簧一端与支架底端相连接，弹簧另一端与待测物体相连接，在试验段的侧壁上标识有刻度线。采用上述进一步方案的有益效果是：当气流作用在待测物体上，气流对待测物体所产生的升力使待测物体上升，进而使弹簧伸长，实验者通过试验段侧壁上标识的刻度线，可以得出弹簧的伸长量，再根据弹簧的伸长量与弹性系数也可以得到作用在待测物体上的升力值。进一步，所述送风系统包括安装在风机段内的风机固定架以及安装在风机固定架上的风机，风机连接有c传感器，c传感器连接有控制器。采用上述进一步方案的有益效果是：控制器与c传感器能够改变风机的转速来获得不同流速的气流，从而满足实验者的实验需要。进一步，所述蜂窝器上设有绳或烟雾注射器。采用上述进一步方案的有益效果是：用轻而细柔的绳固定于蜂窝器上，可以根据绳抖动的幅度观察气流是否稳定；通过烟雾注射器所产生的烟雾随气流的流动，也可以观察气流是否稳定。进一步，所述支架为碳棒。采用上述进一步方案的有益效果是：碳棒结构简单、体积小，作为待测物体的支架，有利于减小对流场所产生的支架干扰，从而提高实验数据的精确度。另外，碳棒韧性好，不易断裂，使待测物体在实验过程中能够保持相对的稳定，并且碳棒还便于待测物体的安装。进一步，所述扩张段尾部设有速度探测仪，速度探测仪包括风扇、b传感器以及b单片机，风扇安装在扩张段的尾部，风扇与b传感器相连接，b传感器与b单片机相连接。采用上述进一步方案的有益效果是：当扩张段吹出的气流作用在风扇上，会引起风扇扇叶的转动，b传感器测量出扇叶的转速，并将速度值发送至b单片机，b单片机根据风扇扇叶转速的速度值可以得到风机吹出气流的风压值。进一步，所述风机段、整流段、试验段以及扩张段材质均为PVC板。采用上述进一步方案的有益效果是：PVC板成本低、硬度大、强度高、表面光洁平整，一方面能够使本技术的重量减轻，从而便于移动，另一方面，由于PVC板表面光洁平整，还能够减小风洞模型的洞壁对气流产生的阻力影响。进一步，所述风机段的自由端设有防护罩。采用上述进一步方案的有益效果是：防护罩能够避免实验者将手伸入风机而引起安全事故。附图说明图1为本技术的剖视图；图2为本技术的立体图。附图中，各标号所代表的部件如下：1、风机段，2、整流段，3、试验段，4、扩张段，5、风机，6、蜂窝器，7、支架，8、待测物体，9、风机固定架，10、防护罩。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。一种低速风洞模型，如图1、图2所示，包括风机段1、整流段2、试验段3以及扩张段4，风机段1内设有风机固定架9，风机固定架9上安装有风机5，在风机段1的自由端设有防护罩10，以避免实验者将手伸入风机5而引起安全事故。风机5连接有c传感器，c传感器连接有控制器，实验者通过c传感器与控制器可以改变风机5的转速，来获得不同流速的气流。如图1、图2所示，整流段2内设有蜂窝器6，气流流经蜂窝器6后变为稳定的气流，在蜂窝器6上固定有轻而细柔的绳，当气流流动时，绳随气流抖动，实验者可以根据绳抖动的幅度观察气流是否稳定。或者在蜂窝器6上安装烟雾注射器，实验者通过烟雾注射器所产生的烟雾随气流的流动，也可以观察气流是否稳定。如图1、图2所示，试验段3采用高透明度的玻璃制作而成，或者试验段3上设有便于观察的采用高透明度的玻璃制作而成的窗口，在试验段3内安装有碳棒，碳棒上安装有待测物体8，待测物体8的下方贴有压力拨片，压力拨片连接有a传感器，a传感器连接有a单片机。当气流作用在压力拨片上，压力拨片对待测物体8的底部产生压力，a传感器将作用在压力拨片上的压力转换为电信号并发送至a单片机，a单片机根据所得到的电压值即可计算出气流作用在待测物体8上的压力值，此压力值即为气流作用在待测物体底部的升力值。作为另一种实施方式，在碳棒的底端安装弹簧，弹簧的另一端与待测物体8相连接，在试验段3的侧壁上标识刻度线。当气流作用在待测物体8上，气流对待测物体8所产生的升力使待测物体8上升，进而使弹簧伸长，实验者通过试验段3侧壁上标识的刻度线，可以得出弹簧的伸长量，再根据弹簧的伸长量与弹性系数也可以得到作用在待测物体8上的升力值。如图1、图2所示，扩张段4尾部设有速度探测仪，速度探测仪包括风扇、b传感器以及b单片机，风扇安装在扩张段4的尾部，风扇与b传感器相连接，b传感器与b单片机相连接。当扩张段吹出的气流作用在风扇上，会引起风扇扇叶的转动，b传感器测量出扇叶的转速，并将速度值发送至b单片机，b单片机根据风扇扇叶转速的速度值可以得到风机吹出气流的风压值。上述风机段1、整流段2、试验段3以及扩张段4材质均为PVC板，PVC板成本低、硬度大、强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低速风洞模型，其特征在于：包括风机段（1）、整流段（2）、试验段（3）以及扩张段（4），所述风机段（1）内设有送风系统，整流段（2）内设有蜂窝器（6），试验段（3）材质为透明材料，在试验段（3）内设有安装待测物体（8）的支架（7）及与待测物体（8）连接的检测装置。

【技术特征摘要】
1.一种低速风洞模型，其特征在于：包括风机段（1）、整流段（2）、试验段（3）以及扩张段（4），所述风机段（1）内设有送风系统，整流段（2）内设有蜂窝器（6），试验段（3）材质为透明材料，在试验段（3）内设有安装待测物体（8）的支架（7）及与待测物体（8）连接的检测装置。2.根据权利要求1所述的低速风洞模型，其特征在于：所述检测装置包括压力拨片、a传感器以及a单片机，压力拨片贴在待测物体（8）的下方，压力拨片与a传感器相连接，a传感器与a单片机相连接。3.根据权利要求1所述的低速风洞模型，其特征在于：所述检测装置包括弹簧，弹簧一端与支架底端相连接，弹簧另一端与待测物体（8）相连接，在试验段的侧壁上标识有刻度线。4.根据权利要求1所述的低速风洞模型，其特征在于：所述送风系统包括安装在风机段（1）内的风机固...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑金辉，姬鹏宇，岳明洋，门正兴，付成龙，
申请(专利权)人：成都航空职业技术学院，
类型：新型
国别省市：四川,51