[發明專利]一種大型雙循環回冷式的低溫環境風洞

在審

• 申請號: 202010124931.8
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111272377A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 劉猛;吳豪;葉哲霄;夏秋陽;鄭永貴
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 李興林

本發明公開了一種大型雙循環回冷式的低溫環境風洞，包括風洞，所述風洞為環狀通道，所述風洞的環狀通道內通入并循環有制冷空氣，所述風洞內設有試驗段，所述試驗段用于進行試驗件的風洞試驗，所述試驗段的底部地板上開設有若干個通孔，若干所述通孔的下方設有抽氣機，所述抽氣機能夠從所述通孔處抽取所述風洞內的空氣，所述風洞上開設有排氣口，所述排氣口處設置有排氣閥。本發明能夠使試驗段地面的附面層空氣被抽走，達到試驗段試驗件底部的空氣流速分布與實際運行中一致，提高風洞試驗的準確度和可行性。

技術領域

本發明涉及低溫環境模擬技術領域，特別是涉及一種大型雙循環回冷式的低溫環境風洞。

背景技術

中國是世界上高速列車普及度最高的國家，但由于試驗設備欠缺，我國針對大型高速列車整體的氣動試驗只停留在計算仿真和縮比試驗上，為了使高速列車氣動試驗良好支撐我國高速列車的發展，亟需建立大型高雷諾數風洞提供高速列車的試驗支撐。由于試驗室內難以提供真實的高風速環境，故根據相似準則，降低風洞內空氣溫度，提高雷諾數使之與真實的高速環境的雷諾數相同，達到與實際情況相同的試驗效果。而現有的風洞為了內部壓力的穩定流動一般均采用封閉式結構，風洞內氣體平穩流動。高速列車在實際運行過程中由于相對地面高速運動，其底部的空氣流場如圖1所示，由于空氣相對于地面靜止，而高速列車相對于地面高速運動，所以地面處的流速為0，而現有風洞試驗中，高速列車底部的空氣流場如圖2所示，由于試驗過程中高速列車和地面相對不動，而氣流相對二者高速運動，故氣流在高速列車和地面側的流速均為0，從而導致現有風洞試驗附面層模擬失真的問題。對于附面層模擬失真的問題，現有技術中一般是采用滾動式的滑移地板，在試驗過程滑移地板高速滾動，使其與試驗段風速相同，但是這種滑移地板方案不僅難以大型化，使得風洞結構復雜化，而且建造成本高昂，滑移速度限制性很大。

發明內容

本發明的目的是提供一種大型雙循環回冷式的低溫環境風洞，以解決上述現有技術存在的問題，使試驗段地面的附面層空氣被抽走，達到試驗段試驗件底部的空氣流速分布與實際運行中一致，提高風洞試驗的準確度，且結構簡單可行。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供了一種大型雙循環回冷式的低溫環境風洞，包括風洞和抽氣機，所述風洞為環狀通道，所述風洞的環狀通道內通入并循環有制冷空氣，所述風洞內設有試驗段，所述試驗段用于進行試驗件的風洞試驗，所述試驗段的底部地板上開設有若干個通孔，若干所述通孔的下方設有所述抽氣機，所述抽氣機能夠從所述通孔處抽取所述風洞內的空氣，所述風洞上開設有排氣口，所述排氣口處設置有排氣閥。

優選的，還包括所述風洞的環形通道內設置的截面矩陣式噴頭及風機，所述截面矩陣式噴頭連通有進氣管道，所述進氣管道伸至所述風洞的外部并與制冷裝置連通，所述風機位于所述截面矩陣式噴頭的上游，所述風機能夠驅動所述風洞內的空氣循環流動，所述進氣管道內通入的制冷氣體能夠與所述風洞內的空氣混合，所述進氣管道上設有流量調節閥。

優選的，所述排氣口通過排氣管與循環管道連通，所述排氣閥設置在所述循環管道上，所述排氣管為三通管，所述排氣管的一端口與所述排氣閥的入氣端連通，所述排氣閥的出氣端與所述制冷裝置的進氣口連通，所述排氣管的另一端口設置有開關閥，所述開關閥為壓力自動控制閥，所述抽氣機的出口與所述循環管道連通。

優選的，所述排氣口連通有循環管道，所述循環管道連通有換熱器，所述排氣閥的所述出氣端利用所述循環管道與所述換熱器的制冷管道連通，所述換熱器的工作管道與所述制冷裝置的進氣口連通，所述工作管道中用于通入常壓氣體。

優選的，所述截面矩陣式噴頭包括若干噴頭，所述進氣管道為若干個，若干個所述進氣管道成排且相互平行設置，各所述進氣管道上分別連通有若干所述噴頭，所有的所述噴頭呈矩陣式分布。

優選的，所述制冷裝置設置在所述風洞的外部，所述制冷裝置為制冷壓縮膨脹機。