[實用新型]一種陣列式多功能風洞驅(qū)動系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821345037.8
• 申請日: 2018-08-21
• 公開（公告）號: CN208705000U
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設計）人: 楊衛(wèi)民;石美濃;王修磊;宋仁達;沈毅;安琪;閻華;丁玉梅
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提出一種陣列式多功能風洞驅(qū)動系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和洞體四部分，通過陣列的形式排列儲氣罐及噴管，在風洞使用過程中通過部分儲氣罐工作驅(qū)動風洞的氣流，同時用小功率空氣壓縮機對未工作的或已工作結(jié)束的儲氣罐充氣，直至滿足儲氣罐內(nèi)壓力要求。此系統(tǒng)可延長暫沖式風洞的單次有效測量時間，提供更多的數(shù)據(jù)，同時降低使用成本。本風洞中加熱冷卻系統(tǒng)管路安裝在氣罐的周圍，其管路安裝在噴頭周圍，在同一水平位置的噴頭使用同一加熱冷卻控制器，以維持或改變實驗氣流溫度，本實用新型陣列式排布可滿足實驗過程中同時改變不同位置流速及射流溫度，模擬同一物體在運動過程中的運動規(guī)律及物理溫差，形成更真實的數(shù)據(jù)樣本。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及空氣動力學領域，特別涉及一種陣列式多功能風洞驅(qū)動系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風洞是空氣動力學的研究工具，是能人工產(chǎn)生和控制氣流，并可量度氣流對物體的作用以及觀察物理現(xiàn)象的一種管道狀實驗設備，用以模擬飛行器或物體周圍氣體的流動的設備，其主要由洞體、驅(qū)動系統(tǒng)和測量控制系統(tǒng)組成，是進行空氣動力實驗最常用、最有效的工具。

因風洞的控制性佳，可重復性高，且風洞實驗過程中氣流對物體的模擬狀況(即空氣動力學特性)與實際最相仿，故風洞實驗在航空航天、汽車制造、土木工程等行業(yè)得到廣泛運用，譬如結(jié)構(gòu)物的風力荷載和振動、建筑物通風、空氣污染、風力發(fā)電、環(huán)境風場、復雜地形中的流況、防風設施的功效等。這些問題皆可以利用幾何相似的原理，將地形、地物以縮尺模型放置于風洞中，再以儀器量測模型所受之風力或風速。風洞實驗數(shù)據(jù)亦可用來驗證數(shù)值模式，找到較佳的模式參數(shù)。

現(xiàn)有風洞實驗使用的風洞驅(qū)動系統(tǒng)共有兩類，一類是由可控電機組和由它帶動的風扇或軸流式壓縮機組成，此類驅(qū)動系統(tǒng)功耗大，效率較低。另一類是用小功率的壓氣機先將空氣增壓貯存在貯氣罐中，或用真空泵把與風洞出口管道相連的真空罐抽真空，實驗時快速開啟閥門，使高壓空氣直接或通過引射器進入洞體或由真空罐將空氣吸入洞體，因而有吹氣、引射、吸氣以及它們相互組合的各種形式的暫沖式風洞。暫沖式風洞一般雷諾數(shù)較高，它的工作時間可由幾秒到幾十秒，多用于跨聲速、超聲速和高超聲速風洞，但是暫沖式風洞工作時間短，只能同時提供一個流速的氣流，對測量控制系統(tǒng)的要求較高，從而增加了建造和使用成本，且暫沖式風洞需要對大型壓氣機不斷的啟停，啟停能耗浪費較大。

現(xiàn)有風洞對汽車行業(yè)的模擬主要針對風阻方面，同一時刻只涉及到同一流速的氣流，未涉及到溫度對汽車行駛過程中的模擬或利用其它方式進行測試，操作過程繁瑣，經(jīng)費耗費較大。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種陣列式多功能風洞驅(qū)動系統(tǒng)。本發(fā)明通過陣列的形式排列儲氣罐，在風洞使用過程中通過陣列中的部分儲氣罐工作(排氣)驅(qū)動風洞的氣流，同時用小功率的空氣壓縮機對不工作的或已工作結(jié)束的儲氣罐充氣，直至滿足儲氣罐內(nèi)壓力要求。本發(fā)明可較大延長暫沖式風洞的單次有效測量時間，提供更多的數(shù)據(jù)；通過改變驅(qū)動系統(tǒng)的陣列排氣口的射流位置及速度改變氣流方向及在同一時刻為不同位置提供不同流速的氣流，更細化的模擬實際氣流對制品運動的影響；通過改變陣列中不同位置的射流口溫度模擬同一物體在運動過程中的物理溫差，形成更真實的數(shù)據(jù)樣本；同時降低建造成本及使用成本。本系統(tǒng)可滿足不同測量環(huán)境的需求。

本發(fā)明一種陣列式多功能風洞驅(qū)動系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和洞體四部分。所述的控制系統(tǒng)包括控制主機、人機交互界面、控制執(zhí)行元件。所述的驅(qū)動系統(tǒng)包括陣列的儲氣罐及真空罐、大小空氣壓縮機、真空泵、射流板、傳感器、拉瓦爾噴管。輔助系統(tǒng)包括加熱冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)。