一种低速风洞制造技术

本实用新型专利技术涉及低速风洞，整体为横向设置的长筒状，具有可改装的闭口式及开口式结构，从进风口到出风口依次包括收缩段、实验段、扩散段及风扇段，实验段的风向上游设有整流网，收缩段与实验段之间设有蜂窝器；所述闭口式结构和开口式结构可改装互换，即整流网从闭口式结构的实验段的风向上游拆下，安装于闭口式结构的实验段的风向下游，蜂窝器从闭口式结构的收缩段与实验段之间拆下，安装于闭口式结构的实验段与扩散段之间；闭口式结构的收缩段与扩散段功能互换。本实用新型专利技术为在原有闭口式结构的基础上改装为闭口式及开口式可互换的结构，有利于实验研究，并节约了实验成本，对其内部直观效果好，增加了使用寿命。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉一种适用农田、林木实验用的林带防风效应的装置，具 体地说是一种低速风洞。
技术介绍
林带的动力效应是林带的主要效应之一，人们把重点放在林带的防风 效应上，并取得了较一致的看法。随着生产实践发展的需要和理论研究的 不断深入，研究的深度和广度也不断增加，为深入研究林带对其附近气流 结构特征的影响(包括平均运动和湍流)，本技术利用风洞模拟实验 方法，以获取必要的科学研究数据。风洞，实际上是一种能在其中按需要造成一定速度的人造气流并能在 其中进行各种空气动力学的模拟试验的装置，它广泛应用于航空、气象、 工程及林带防风效应等领域。按气流速度，风洞可分为低速风洞，高亚声 速风洞和跨声速、超声速、高超声速风洞。按工作方式，风洞可分为持续工作式风洞、暂冲式风洞;按结构可分为开口式、闭口式两种。风洞通常由 收缩段、实验段、扩散段和测量控制等部分组成。气象上应用的一般属低 速风洞，主要有仪器检定风洞、云雾实验风洞、大气环境模拟风洞等。仪 器检定风洞用来校准、检验测风仪器并对这些仪器的动力学性能作研究。 云雾实验风洞用来模拟大气层云雾滴变化的微观过程，这时风洞中还需有温度、湿度、压力的控制系统风洞实验是用高科S手段在室内模拟各种自然风现象的实验场所。 风洞的大风扇将模拟出各种风力，通过蜂窝状的导流管，均匀地或者模拟 自然风吹到被实验的模型上，从而为大桥、楼房、汽车、草地、林木的受 风情况提供各种准确数据，为建筑设计及科学研究提供可靠的科学依据。在林带、草地防风效应的研究中，应用的是低速风洞，釆用木质或金 属材料制成，对其内部直观效果差，且形式单一，。
技术实现思路
针对现有技术中存在的直观效果差等缺陷，本技术要解决的技术 问题是提供一种直观效果好且能够根据需要改变进气方向的低速风洞。 为解决上述技术问题，本技术釆用的技术方案是 本技术一种低速风洞，整体为横向设置的长简状，具有可改装的 闭口式或开口式结构，从进风口到出风口依次包括收缩段、实验段、扩散段及风扇段，实验段的风向上游设有整流网，收缩段与实验段之间设有蜂皆奥 呙奋。所述闭口式结构和开口式结构可改装互换，即整流网从闭口式结构的 实验段的风向上游拆下，安装于闭口式结构的实验段的风向下游，成为开 口式结构的实验段的上游；蜂窝器从闭口式结构的收缩段与实验段之间拆下，安装于闭口式结构的实验段与扩散段之间；闭口式结构的收缩段与扩 散段功能互换，成为开口式结构的收缩段与扩散段；所述闭口式结构的风 扇段中，风扇为吸气式运行；所述开口式结构的风扇段中，风扇为吹气式 运行；所述收缩段、实验段、扩散段及风扇段的主体均为有机玻璃制成。 本技术具有以下有益效果及优点1. 本技术为在原有闭口式结构的基础上改装为闭口及开口式可互 换的结构，在所测的模型一致，条件也一致的情况下测量防护林的防风 效果和风的运动方向对作物的影响，得出的结果是有差别的，把得出的 数据相互参考，结果达到最佳状态，有利于实验研究，并节约了实验成 本。2. 本技术整体框架釆用有机玻璃材料制成，对其内部直观效果好, 并增加使用寿命。附图说明图l为本技术闭口吸气式结构示意图； 图2为本技术内部釆用的单株树模型示意图； 图3为本技术釆用的皮管受感器结构示意图； 图4为本技术开口吹风式结构示意图。具体实施方式如图1所示，本技术低速风洞是一种适用农田、林木实验用的低速 风洞，为横向设置的长简状，整体框架为有机玻璃材料制成，直观效果好, 增加使用寿命，并具有可改装的闭口式和开口式两种结构。闭口式结构为 吸风形式，开口式结构为吹风形式，从进风口到出风口依次包括收缩段l、 实验段2、扩散段3以及风扇段4，实验段2的风向上游设有整流网5，收缩段 l与实验段2之间以及实验段2与扩散段3之间设有蜂窝器6。实施例1闭口式结构从进风口到出风口依次包括收缩段l、实验段2、扩散段3及 风扇段4，总长为962cm。 本实施例中实验段2截面积取40cmx40cm的正方 形，收缩段1的前端设有整流网5，收缩段1与实验段2之间设有蜂窝器6，风 扇段4中的风扇7吸气式运行。收缩段l是气流的进口段，对实验段2中气流的特征有重要影响。因 此要求在收缩段l内，不发生气体流脱体现象，且出口处气流平稳，分布 均匀，紊流度小，因此，该段边壁形状应接近流线型。可按伯特契洛 (Batchelon, G. K.)给出的公式进行计算，以求出此段任意段处的截面积<<formula>formula see original document page 5</formula>式中^为出口截面积(等于实验段入口截面积)，取为40cmx40cm; 进口截面积4 ="。； w为收缩比， 一般取"=6;收縮段l长度/取为实验 段截面积特征长度D。的1.8倍；Z)。根据下式求算 <formula>formula see original document page 5</formula>式中7'。=^^称为水力半径，故可求得/=72cm; ^为距进口处的距 离，不同距离x处的横截面积4和其边长可根据上式计算。收缩段1后是实验段2，也称工作段，模型实验是从这里开始的。因此 要求实验段2各截面上风速分布均匀稳定，风向与轴线平行。故壁面应平 直、光滑和密闭，不能漏气。由入口处210-250cm为稳定阶段，赖以造成 充分发展的边界层；模型高按5cm计算，影响风速的距离按50-100倍"树" 高计算(约300-400cm),故实验段取为600-700cm,以便安放观测仪器。扩散段3在风洞开路出口处有大量空气被排出，因此损失掉相当多的 动能，往往是影响风洞效率的主要因素，其损失功率P为式中m为单位时间排出的空气质量，F为出口处的平均速度。风扇段4由风扇7在风扇段4内造成较低的气压，而使风洞内产生气流，该段是风洞的动力部分。风速0.2-2 5w/秒连续可调。整流网5为由直径0.15mm的铜丝做成、每平方寸200目的三层活动整流网，安装在远离实验段的上游(安装在收缩段1的前端)，以降低实验段的紊流度，为减少能量损失，本实施例中将其安装在风速较小的收缩段的入口处。蜂窝器6是由薄金属片构成的蜂窝部件。气流流过时可以大大改善气 流的扭转现象，安放在实验段2的入口处。气流速度的测量仪器是风洞观测的基本仪器，要求精度很高。 一般用 皮脱管感受器(安装于实验段的下游50cm处)测风，本实施例'釆用如图3 所示的结构，由静压管12、总压管13、复式管14组成，其原理是由测得 的动压力来计算风速。其关系式可由理论推得为:v p式中"为风速，《为近于l的仪器常数，A为总压力，^为静压力，p 为空气密度。故如测得A-P = Ap,及p则可以算得风速"。采用DISA-55M热线微风仪与远端监控计算机联机。数据的釆集器和5处理连续进行，热线微风仪的探头安装在实验段内的坐标架(在实验段内的中间前50cm处位置安装)上，在风洞外通过远端监控计算机控制坐标架做三维空间移动，达到预定的观测位置。本实施例釆用JM-9型补偿式微压表(安装于实验段内距中间150cm的 位置)，测量气流静压力，以水为内冲液体,测量结果可精确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低速风洞，整体为横向设置的长筒状，其特征在于：具有可改装的闭口式及开口式结构，从进风口到出风口依次包括收缩段（１）、实验段（２）、扩散段（３）及风扇段（４），实验段（２）的风向上游设有整流网（５），收缩段（１）与实验段（２）之间设有蜂窝器（６）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：关德新，李晓晏，吴家兵，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳应用生态研究所，
类型：实用新型
国别省市：89[]