[發明專利]一種堆垛表面風速測定的風洞試驗系統及方法

在審

• 申請號: 202210396968.5
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114739623A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 薛永華;井亮;李金釗;張春意
• 申請（專利權）人: 交通運輸部天津水運工程科學研究所;天科院環境科技發展（天津）有限公司;天津天科工程管理有限公司
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02;G01M9/04;G01P5/14
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 陳巍

本發明公開了一種堆垛表面風速測定的風洞試驗系統，包括：待測堆垛模型，用于基于探頭獲取表面風速；風流場系統，用于模擬自然風，并基于自然風對待測堆垛模型進行測試，獲取待測堆垛模型的表面風速。還公開了一種堆垛表面風速測定的風洞試驗方法，包括：構建風流場系統，通過風流場系統對待測堆垛模型進行吹風，獲取待測堆垛模型每個表面的風速數據；基于待測堆垛模型每個表面的風速數據獲得若干個風速比；基于若干個風速比對每個表面的面積進行加權平均，獲得綜合風速比；基于綜合風速比獲得風速影響系數，基于風速影響系數計算獲得堆垛表面風速。

技術領域

本發明屬于風速測定領域，特別是涉及一種堆垛表面風速測定的風洞試驗系統及方法。

背景技術

煤炭和各類礦石的需求量隨著國家經濟迅猛發展不斷增加，各類散貨堆垛在港口堆場臨時堆存過程中產生的粉塵不但造成嚴重大氣污染，也會帶走大量粉塵，造成物料經濟損失。港口散貨堆場的粉塵按起塵方式從起塵成因角度主要分為動態作業擾動起塵和靜態堆存風蝕起塵，靜態起塵是指堆存在堆場及灑落在堆場道路和堆垛間隙的散貨在風直接作用下由靜止狀態轉變為懸揚狀態形成的；而動態起塵主要是在堆場作業過程中貨物在空中經過時，在風力作用下貨物隨風擴散而形成的，如船岸間的裝卸作業、堆場上的裝卸車作業以及皮帶機啟動時的振動與風力結合引起的污染。

干散貨碼頭項目在環評階段對于運營期靜態堆存風蝕起塵量的預測是項目審批的關鍵問題。靜態起塵量大小主要取決于作用于堆垛表面的風速，因此風速參數選取成為靜態起塵量預測是否準確的關鍵因素。目前，公式推導已過了十多年的時間，由于當時風洞試驗條件簡陋、數據采集元件及分析設備相對落后等原因，僅設計了不同平穩來流風起塵量試驗，無法綜合考慮地面粗糙度、堆場布局等對堆垛表面起塵的紊流風影響，造成公式實際應用中對于風速取值不統一等系列問題，影響了起塵量預測的準確性，也給干散貨碼頭建設項目環境影響評價工作造成較大的困擾。故社會亟需一種足以解決上述現有技術存在的缺陷的方法，為消除規范公式應用缺陷、提高干散碼頭建設項目環評預測準確度及環評文件的剛性約束力提供有力的技術保障。

發明內容

本發明的目的是提供一種堆垛表面風速測定的風洞試驗系統及方法，以解決上述現有技術存在的問題。

一方面為實現上述目的，本發明提供了一種堆垛表面風速測定的風洞試驗系統，包括：待測堆垛模型、風流場系統；

所述待測堆垛模型用于基于探頭獲取表面風速；

所述風流場系統用于模擬自然風，并基于所述自然風對所述待測堆垛模型進行測試，獲取所述待測堆垛模型的表面風速。

可選的，所述待測堆垛模型的形狀為梯形體，所述梯形體的每個表面上均安裝有探頭，所述探頭用于測量風速。

可選的，沿所述梯形體的長邊方向的三個面上，每隔10cm安裝一個探頭，若長邊的長度小于等于10cm則在每個面上只安裝一個探頭。

可選的，所述風流場系統包括洞體、風機、風剖面調節模塊和轉盤；

所述洞體用于承載風洞試驗和邊界限制；

所述風機用于輸出風；

所述風剖面調節模塊用于對輸出的風進行調整，模擬出自然風，所述風剖面調節模塊包括尖劈和粗糙裝置；

所述轉盤用于放置所述待測堆垛模型。

可選的，所述風流場系統還包括測試模塊，所述測試模塊用于測試并獲得所述風流場系統中風場的平均風速、梯度參考風速、風速剖面、湍流度以及脈動風功率譜。

另一方面為實現上述目的，一種堆垛表面風速測定的風洞試驗方法，包括以下步驟：

構建風流場系統，通過風流場系統對待測堆垛模型進行吹風，獲取所述待測堆垛模型每個表面的風速數據；