一种小型超声速激波流动显示系统技术方案

本实用新型专利技术为一种小型超声速激波流动显示系统，属于航空航天技术领域。该系统包括依次连接的集气管段、稳定管段、流动显示测试管段、扩散管段、真空泵连接管段和真空泵，流动显示测试管段的内腔由前到后依次分为二维喷管段、实验段和第二喉道，并且待测模型置于实验段内。本实用新型专利技术系统通过优化结构设计并直接采用真空泵作为驱动装置，达到小型化目的，紧凑轻巧，可放在桌面使用；本实用新型专利技术系统配备了多个超声速风洞测试模型，提供了多种实验用模型和测量仪表，包括多管压力计、背景纹影显示等，可测量多个实验参数，从而满足教学和科普需要。本实用新型专利技术系统能够基于超声速激波流动显示功能实现其科研、教育和科普的目的。教育和科普的目的。教育和科普的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种小型超声速激波流动显示系统


[0001]本技术属于航空航天
，特别涉及一种流体工作系统，具体是一种小型超声速激波流动显示系统。

技术介绍

[0002]超声速风洞是一种超声速流体运动工作系统，其一般是由稳定段、收缩段、喷管段、实验段、扩压段以及驱动装置组成。由于超声速流动中存在激波边界层相互干扰等复杂现象，且超声速风洞还涉及高压或真空装置，超声速风洞结构复杂、造价高、难度大，大多为生产研究性风洞，适合教学及基础科研的小型风洞不多且较为亟需。不同的方案有不同的结构形式和不同的试验室布置，其总体方案对于风洞的结构设计、制造、安装以及性能都有很大影响。
[0003]目前，专业教学和科普活动需要体积较小的可置于桌面的展示装置，但现有的超声速风洞大多为科研级的大中型风洞，尺寸较大，功率较高，运行费用较高，不易移动展示，限制了其专业教学和科普的功能。常见的风洞布局包含真空罐或高压气罐等部件，难以满足小型化需求，有待优化设计。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是为解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种小型超声速激波流动显示系统。
[0005]本技术是通过如下技术方案实现的：
[0006]一种小型超声速激波流动显示系统，包括集气管段、稳定管段、流动显示测试管段、扩散管段、真空泵连接管段和真空泵；集气管段的前端管口呈扩大的喇叭口状，集气管段的后端管口与稳定管段的前端管口连接，稳定管段的侧管壁上连接有测压管；稳定管段的后端管口与流动显示测试管段的前端管口连接，流动显示测试管段的内腔由前到后依次分为二维喷管段、实验段和第二喉道，并且待测模型置于实验段内；流动显示测试管段的后端管口与扩散管段的前端管口连接，扩散管段的后端管口与真空泵连接管段的前端管口连接；真空泵连接管段上连接有压力计，真空泵连接管段的后端管口与真空泵连接。
[0007]进一步的，该系统还包括移动平台，移动平台由平台主体以及安装在平台主体底部的万向轮组成，真空泵安装在平台主体内部，真空泵连接管段向上延伸并伸出至平台主体的顶面上，扩散管段、流动显示测试管段、稳定管段及集气管段均置于平台主体的顶面上。
[0008]进一步的，平台主体的顶面上垂直安装有背景图案板，背景图案板位于流动显示测试管段的一侧并与流动显示测试管段相对设置，背景图案板采用随机生成的粒子图案。
[0009]进一步的，该系统还包括拍照模块，拍照模块安装在三脚架上，拍照模块及三脚架正对流动显示测试管段及背景图案板。
[0010]进一步的，拍照模块采用蓝牙快门，避免手指操作屏幕导致的晃动。
[0011]进一步的，拍照模块采用具有拍照及蓝牙功能的手机。
[0012]进一步的，流动显示测试管段包括左侧壁板、右侧壁板和中间板，中间板夹置在左、右侧壁板之间，中间板由间隔设置的上板体和下板体组成，上板体的底边、下板体的顶边、左侧壁板内板面以及右侧壁板内板面之间合围形成流动显示测试管段的内腔。
[0013]进一步的，集气管段与稳定管段之间、稳定管段与流动显示测试管段之间、流动显示测试管段与扩散管段之间、扩散管段与真空泵连接管段之间均是采用法兰连接盘进行连接的，并且相连接的法兰连接盘之间设置有密封圈。
[0014]本技术系统能够满足教学与基础科研的小型化需求，展示超声速流动机理，可开展测量超声速流动时拉瓦尔喷嘴内的压力分布、测量模型在二维超声速流动状态时，不同攻角对待测模型表面压力及气动力的影响特性以及观察在超声速流动中产生的激波和膨胀波的产生过程和原理。
[0015]本技术系统设计科学、结构合理、制作简单、使用方便，通过优化结构设计并直接采用真空泵作为驱动装置，达到小型化目的，紧凑轻巧，可放在桌面使用；本技术系统配备了多个超声速风洞测试模型，提供了多种实验用模型和测量仪表，包括多管压力计、背景纹影显示等，可测量多个实验参数，从而满足教学和科普需要。本技术系统能够基于超声速激波流动显示功能实现其科研、教育和科普的目的。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0017]图1为本技术系统的整体立体结构示意图；
[0018]图2为本技术系统中各管段的爆炸结构示意图；
[0019]图3为本技术系统中流动显示测试管段内腔的各段示意图；
[0020]图4为本技术系统中移动平台的结构示意图。
[0021]图中：1
‑
集气管段、2
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稳定管段、3
‑
流动显示测试管段、4
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扩散管段、5
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真空泵连接管段、6
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真空泵、7
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待测模型、8
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背景图案板、9
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具有拍照及蓝牙功能的手机、10
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平台主体、11
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万向轮、12
‑
扶手、13
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密封圈、14
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测压管、15
‑
二维喷管段、16
‑
实验段、17
‑
第二喉道、18
‑
压力计、19
‑
三脚架、20
‑ꢀ
U形槽支架；
[0022]3‑1‑
左侧壁板、3
‑2‑
右侧壁板、3
‑3‑
上板体、3
‑4‑
下板体。
具体实施方式
[0023]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
[0024]在本技术中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“中”、“上”、“下”、“顶”、“底”、等指
示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0025]如图1所示，一种小型超声速激波流动显示系统，包括移动平台、集气管段1、稳定管段2、流动显示测试管段3、扩散管段4、真空泵连接管段5、真空泵6、待测模型7、背景图案板8以及具有拍照及蓝牙功能的手机9。
[0026]如图4所示，移动平台包括平台主体10，平台主体10为箱体状结构，其底部的四角处分别安装有万向轮11，其顶部的后端安装有扶手12。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型超声速激波流动显示系统，其特征在于：包括集气管段、稳定管段、流动显示测试管段、扩散管段、真空泵连接管段和真空泵；集气管段的前端管口呈扩大的喇叭口状，集气管段的后端管口与稳定管段的前端管口连接，稳定管段的侧管壁上连接有测压管；稳定管段的后端管口与流动显示测试管段的前端管口连接，流动显示测试管段的内腔由前到后依次分为二维喷管段、实验段和第二喉道，并且待测模型置于实验段内；流动显示测试管段的后端管口与扩散管段的前端管口连接，扩散管段的后端管口与真空泵连接管段的前端管口连接；真空泵连接管段上连接有压力计，真空泵连接管段的后端管口与真空泵连接。2.根据权利要求1所述的一种小型超声速激波流动显示系统，其特征在于：还包括移动平台，移动平台由平台主体以及安装在平台主体底部的万向轮组成，真空泵安装在平台主体内部，真空泵连接管段向上延伸并伸出至平台主体的顶面上，扩散管段、流动显示测试管段、稳定管段及集气管段均置于平台主体的顶面上。3.根据权利要求2所述的一种小型超声速激波流动显示系统，其特征在于：平台主体的顶面上垂直安装有背景图案板，背景图案板位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩世宏，荣臻，潘鑫豪，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：新型
国别省市：