[實用新型]一種基于粒子圖像測速技術的低速風洞實驗臺

有效

• 申請號: 201720883578.5
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN207036386U
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 徐文峰;孫鵬;黃龍盛;吳世紅;王新宇;陶楷文;丁明
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02;G01M9/04;G09B23/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 梁科穎,李洪福

技術領域

本實用新型涉及一種風洞實驗臺。

背景技術

粒子圖像測速技術突破了空間單點測量的局限性，實現了全流場的瞬態測量，作為一種全新的無擾、瞬態、全場速度測量方法，在流體力學及空氣動力學研究領域具有極高的學術意義和實用價值。在科研教育中，粒子圖像測速技術運用于低速風洞的應用更為廣泛，作為課堂演示，低速流場的高精度的測量，小型結構流場的測量。由于得到的是全場的速度信息，可方便的運用流體運動方程求解諸如壓力場、渦量場等流場的其他物理量和物理信息。

實用新型內容

本實用新型的目的是設計出一種能作課堂演示，實驗成本低，操作方法簡單，應用廣泛的基于粒子圖像測速技術的低速風洞實驗臺。

本實用新型的技術方案如下：一種基于粒子圖像測速系統的低速風洞實驗臺，其特征在于：它包括順序連接的離心式鼓風機、轉接段、煙霧摻混段、蜂窩器、穩流段、碎渦網、實驗段、排氣段。CCD相機與激光器的安裝機構位于實驗段的一側。CCD相機為兩個。激光器安裝于所述的兩個CCD相機中間。離心式風機采用變頻器變頻調速，該離心式風機出口的速度變化范圍為10-30m/s。轉接段的進口為圓形而截面與所述離心式鼓風機出口截面相同，轉接段的出口截面形狀為矩形，該轉接段長度為100mm，擴散角為3°。穩流段和實驗段平行于水平面的上端壁和激光投射面采用光學玻璃，其余2個面采用亞光材料。蜂窩器通過法蘭安裝在煙霧摻混段與穩流段之間，通過密封膠進行密封，其長度為50mm，單個蜂窩結構尺寸為5mm*5mm，該蜂窩器的截面尺寸為100mm*100mm。排氣段與實驗段通過法蘭連接，排氣段出口與排氣管路連接。CCD相機的安裝機構由被螺栓緊固在設有軌道i的兩個倒T形支架上的相機固定座組成，該相機固定座上設有軌道ii，激光器安裝底座被螺栓緊固在軌道ii中部，兩個相機固定座被螺栓緊固在軌道ii上的激光器安裝底座的兩側。兩臺CCD相機分別固定在兩個相機固定座上。設有軌道iii的激光器支架與帶安裝孔的激光器底座垂直固定，激光器固定滑塊通過螺釘與激光器支架緊固，PIV系統的激光器通過螺釘固定在激光器固定滑塊上。

采用了以上技術方案的本實用新型的有益效果如下：它既可以作為實驗教學用小型低速實驗臺，對粒子圖像測速技術進行簡單方便安全的實際操作，作為課堂演示，又可以滿足高精度低速流場的風洞實驗，可以得到待測實驗流場的二維和三維速度場。其具有實驗成本低、測量精度高，操作方法簡單，應用廣泛，環保無污染的優點。

附圖說明

圖1是本實用新型一種基于粒子圖像測速技術的低速風洞實驗臺的整體結構示意圖。

圖2是CCD相機安裝機構示意圖。

圖3是激光器安裝架示意圖。

圖中：1、離心式鼓風機，2、轉接段，3、煙霧摻混段，4、蜂窩器，5、穩流段，6、碎渦網，7、實驗段，8、排氣段，9、倒T形支架，10、CCD相機，11、相機固定座，12、激光器安裝底座，13、軌道i，14、軌道ii,15、激光器固定滑塊，16、激光器支架，17、軌道iii，18、激光器固定底座。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細地描述：

附圖1為本實用新型一種基于粒子圖像測速技術的低速風洞實驗臺的整體結構示意圖。它包括順序連接的離心式鼓風機1、轉接段2、煙霧摻混段3、蜂窩器4、穩流段5、碎渦網6、實驗段7、排氣段8。安裝有兩臺CCD相機10的機構位于實驗段7的一側。安裝機構上的兩個CCD相機中間還可安裝有激光器。

離心式鼓風機1作為風洞氣源，通過采用變頻器進行變頻調速，改變風機的供氣量，起到調整氣流流速的作用，離心式鼓風機1出口的速度變化范圍為10-30m/s。

轉接段2的進口為圓形而截面與離心式鼓風機1出口截面相同，轉接段2的出口截面形狀為矩形，轉接段2長度為100mm，擴散角為3°。

煙霧摻混段3與轉接段2通過法蘭相連，同時煙霧摻混段3與煙霧發生器通過管路連接，來流氣體與煙霧在煙霧摻混段3中充分混合。蜂窩器4通過法蘭安裝在煙霧摻混段3與穩流段5之間，并用密封膠進行密封。它的長度為50mm，單個蜂窩結構尺寸為5mm*5mm。蜂窩器4的截面尺寸為100mm*100mm。

通過煙霧摻混段3的混合氣體在蜂窩器4中進一步相互摻混。碎渦網6通過密封墊以及密封膠水固定在布置在穩流段5與實驗段7之間，對氣流進行進一步的碎渦穩流。