[發明專利]一種風力機風雨結構耦合模型試驗裝置

在審

• 申請號: 201710034877.6
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106768809A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 鄧宗偉;高乾豐;謝璇;陳佩霞
• 申請（專利權）人: 湖南城市學院
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04;G01M9/06;G01M9/08
• 代理公司: 北京華智則銘知識產權代理有限公司11573
• 代理人: 陳向敏

1.一種風力機風雨結構耦合模型試驗裝置，其特征在于，包括風洞裝置、降雨裝置、風雨響應測試系統和風力機結構模型，所述風洞裝置包括風洞主體、驅動系統和風洞監控系統；風洞主體由依次連接的進口段、穩定段、收縮段、試驗段、擴散段、風扇段以及出口段構成，所述進口段為帶一號防護網的空氣入口，穩定段由喇叭口段過渡到平直段，并在平直段依次安裝蜂窩器、一號阻尼網、二號阻尼網，收縮段為設于穩定段與試驗段之間斷面面積逐漸收縮、空氣逐漸增速的過渡部分，試驗段底板設有用于安置風力機結構模型的風力機基座，風力機基座位于試驗段橫截面幾何中心位置處，試驗段頂面壁板留有噴頭管入口，試驗段側面壁板的一側設有測試線纜引出口，測試線纜引出口用橡膠塞密封，擴散段為試驗段與風扇段間斷面面積逐漸增大的過渡部分，擴散段與風扇段交界部位底面壁板處設有泄水槽，泄水槽的底部設有泄水口；所述風扇段內部靠近泄水槽一側安裝有二號防護網，二號防護網內側的風扇段內部安裝有風扇，出口段位于風扇段之后且截面面積逐漸增大；所述驅動系統由位于風洞主體風扇段內的電機、風扇和電機支架組成；所述風洞監控系統包括1-3個風速儀、1-3個風壓計以及配套數據采集儀，風速儀和風壓計安設于風洞主體的試驗段內，線纜通過試驗段側面壁板預留的測試線纜引出口引出風洞主體與數據采集儀相連；所述降雨裝置包括供水系統、噴水系統、回流系統和降雨監控系統；所述供水系統由蓄水池、水泵和供水總管組成；所述水泵采用變頻調速水泵；所述供水總管上安裝有供水總控制閥門；所述噴水系統由噴頭支管、噴頭組組成；所述回水系統包括回水管和回水閥門，回水閥門安裝在回水管上，回水管設于蓄水池與供水總管之間；所述降雨監控系統由雨量計、水壓表、流量計以及配套的數據采集儀組成；所述風雨響應測試系統包括若干種測試儀器，測試儀器包括應力計、應變計、位移計、加速度計以及配套的數據采集儀。

2.根據權利要求1所述的風力機風雨結構耦合模型試驗裝置，其特征在于，所述風扇安裝在電機上，電機置于電機支架上。

3.根據權利要求1所述的風力機風雨結構耦合模型試驗裝置，其特征在于，所述進口段、穩定段、收縮段和試驗段斷面均為矩形，擴散段斷面從矩形到正八邊形再向圓形循序過渡，風扇段、出口段斷面均為圓形。

4.根據權利要求1所述的風力機風雨結構耦合模型試驗裝置，其特征在于，所述風洞主體的洞體壁板骨架均采用角鋼框架，試驗段壁板采用有機玻璃板，進口段、穩定段、收縮段、擴散段、風扇段、出口段壁板采用鍍鋅鋼板，有機玻璃板與角鋼框架之間用鉚釘連接，鍍鋅鋼板與角鋼框架之間、相鄰鍍鋅鋼板之間用焊接連接，有機玻璃板之間以及有機玻璃板和鍍鋅鋼板之間用玻璃膠密封，進口段、穩定段、收縮段、試驗段、擴散段、風扇段以及出口段之間的角鋼框架用螺栓連接，接縫設橡膠密封條；所述風洞主體用角鋼框架作為支架置于地面，角鋼框架與地面之間用膨脹螺栓連接。

5.根據權利要求1所述的風力機風雨結構耦合模型試驗裝置，其特征在于，所述蓄水池為熟塑料或混凝土制成的圓柱體或圓臺體但不限于圓柱體或圓臺體。

6.根據權利要求1所述的風力機風雨結構耦合模型試驗裝置，其特征在于，所述噴頭組包括若干個噴頭，每個噴頭均對應與一個噴頭支管連接，在每個噴頭支管上設有單獨的噴水控制閥門，噴頭組高度可調節的布置安裝在風洞裝置試驗段的正上方，噴頭呈矩形，在噴頭上設有多個直徑不同的噴水孔。

7.根據權利要求1所述的風力機風雨結構耦合模型試驗裝置，其特征在于，所述供水系統、噴水系統和回流系統的管路通過供水分流器連接，供水總管、噴頭支管和回水管采用軟管或鋼管。

8.根據權利要求1所述的風力機風雨結構耦合模型試驗裝置，其特征在于，所述雨量計按一定間距布置于噴頭組下方，水壓表和流量計安設在供水總管上，雨量計、水壓表、流量計與數據采集儀連接，數據采集儀連接到水泵。

9.根據權利要求1所述的風力機風雨結構耦合模型試驗裝置，其特征在于，所述風力機結構模型為風力機原型依據相似理論得到的縮尺模型，風力機結構模型的原型為水平軸風力發電機或垂直軸風力發電機。

10.根據權利要求9所述的風力機風雨結構耦合模型試驗裝置，其特征在于，所述風力機結構模型由風輪、機艙、塔筒以及內部機構組成，風輪包括包括葉片和輪轂，塔筒通過鎖腳螺栓安裝在風力機基座上。