CN105628330A - 一种可移动式灌草丛野外测试风洞设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可移动式灌草丛野外测试风洞设备，该风洞设备由动力段1、过渡段2、第一试验段3、第二试验段4、加沙装置5、摆动机构6与底座支撑架组成。本发明采用四周封闭型结构解决了风蚀风洞传统的倒“U”型结构所带来的气流流场的不均匀问题，可以模拟各种状态下的自然风，例如直流风，旋风，倾斜风及各种组合形式下的复杂风等，能够完成对整株沙柳灌丛的野外吹风试验，可以重复试验，为科学研究提供大量真实、有效数据。
Description
【技术领域】
本发明属于森林保护技术领域。更具体地，本发明涉及一种可移动式灌草丛野外测试风洞设备。
【背景技术】
针对沙柳等灌木林生态采伐理论方面的研究论文尚较少见于报道，其采伐理论正处于前期探索阶段。现有的灌木丛采伐理论是以整株灌丛为最小平茬单位的区域性皆伐作业，其弊端很多，例如会导致地表植被覆盖度下降，从而使水分过度流失，“肥岛效应”消失，土壤沙化加剧，灌木林采伐后生长缓慢和整体退化。
对整株灌丛及灌木林的结构参数与生态功能进行多学科、系统性的科学研究是一条切实可行的研究路线。以整株灌丛的结构参数为问题的关键点，通过室内模拟试验和野外吹风试验，分析、探索整株灌丛的不同丛状结构下固阻沙机理，找到灌丛结构参数与灌丛在保肥、保水的均匀稳定、防风、阻沙的生态功能之间是内在规律，是森林防护领域的新的理论研究重点。
在上述研究中，专用的灌草丛野外测试方法及专用设备是关键基础条件之一。近年来，在少数对灌草丛固阻沙及采伐机制的科研试验中，都是借用风蚀风洞。而风蚀风洞是用于监测野外地表风蚀、风沙流动过程的专用设备。借用风蚀风洞存在下述问题：首先是风蚀风洞均为倒“U”型结构，没有底版，这必然会影响风洞内空气气流的均匀性和稳定性；其次是风蚀风洞都是大中型设备，结构庞大，功率大，不便于野外携带与作业；第三是试验空间均为风洞内部，不能实现风洞外部区域的风洞试验。
综上所述，现有的灌草丛固阻沙及采伐机制的科研试验存在以下问题：
第一、借用风蚀风洞不能满足灌草丛试验要求。这是因为风蚀风洞都是近地表测试，需将被测对象置于风洞内部。而沙柳等大型灌木丛的整株高度一般是在300cm左右，难以置于风洞内部，测试难以进行。并且，风蚀风洞不能进行离地试验和外部吹风试验。
第二、经文献查阅知道，风蚀风洞在可移动、便携性方面还很差。一般重量都在1吨以上，主电机功率一般在5kw以上，需配专门的大中型发电机组(10kw以上)。
第三、现有的灌草丛野外风沙试验均利用自然风，采集的数据完全依赖自然风条件。而自然风在风速、压力、含沙量上存在着随机性和可变性，这使得试验工作条件受到很大限制。
因此，设计一种专门用于灌草丛结构参数与生态功能关系的野外测试设备就显得十分必要。通过检索文献，至今尚未发现与本发明主题密切相关的文献报道。
本发明人在总结现有技术的基础之上，通过大量试验研究，终于完成了本发明。
【发明内容】
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种可移动式灌草丛野外测试风洞设备。
[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种可移动式灌草丛野外测试风洞设备。该风洞设备由动力段1、过渡段2、第一试验段3、第二试验段4、加沙装置5、摆动机构6与底座支撑架组成；
动力段1是由在圆形管内安装的可控电机组与由它带动的风扇组成；过渡段2由圆形管与四方锥管连接而成，它的一端为圆形进风口，它的另一段为四方锥管端，该四方锥管端与第一试验段3、第二试验段4依次串联连接；与第一试验段3相连的过渡段2一端、第一试验段3与第二试验段4都是四方管；
第二试验段4与摆动机构6连接；
加沙装置5位于第一试验段3右端上方。
根据本发明的一种优选实施方式，动力段1、过渡段2、第一试验段3、第二试验段4与摆动机构6的长度比是1：2.5～3.5：2.5～3.5：2.5～3.5：1.8～2.2。
根据本发明的另一种优选实施方式，动力段1、过渡段2、第一试验段3、第二试验段4与摆动机构6是由法兰与纸质密封垫连接的。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述野外测试风洞设备总长度与第一试验段3宽度之比是1.0～1.4：0.1。
根据本发明的另一种优选实施方式，第一试验段3与第二试验段4四方管下部是可拆卸式底板。
根据本发明的另一种优选实施方式，第二试验段4四方管顶部与两侧设置透明有机玻璃观察窗口。
根据本发明的另一种优选实施方式，加沙装置5是由一级插板式控制机构5-1与二级控制机构组成，而二级控制机构是由步进电机5-2与伞状斜板5-3构成；由步进电机5-2驱动伞状斜板5-3移动，以实现加沙量的精确控制。
根据本发明的另一种优选实施方式，在摆动机构6顶部设置第一步进电机6-1与第一小齿轮6-2；在摆动机构6上设置大齿圈6-3，大齿圈6-3与第一小齿轮6-2啮合，第一步进电机6-1驱动第一小齿轮6-2转动，从而带动大齿圈6-3沿着转动轴6-7转动；
在摆动机构6底部设置第二步进电机6-5与第二小齿轮6-6；由第二步进电机6-5通过第二小齿轮6-6带动位于摆动机构6下方的扇形齿板6-4摆动。
根据本发明的另一种优选实施方式，位于风洞本体的底座支撑架用角钢焊接而成，而底座支撑架与风洞本体用螺栓连接固定起来。所述的底座支撑架是一种可调整高度为50～125cm的机械可调式底座支撑架。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的风洞设备提供完全由人工控制的含有或不含有沙的直风、旋风、倾斜风以及各种组合形式的复杂风。
下面将更详细地描述本发明。
沙柳是内蒙古西部沙地的一种常见的沙生灌木。沙柳整株生长，散布于沙地中。整株沙柳约有60～200棵柳条，每棵柳条长短不等，最长的有3～4米，其平均直径为10～30cm。整株沙柳灌丛高度约为2～4米，灌丛底部直径为60cm左右，顶部直径为300cm左右。本发明的可移动式灌草丛野外测试风洞设备适合于在这种环境下进行固阻沙、保肥、保水等生态学野外吹风测试。利用本发明风洞设备，不仅在室内可进行传统意义上的风洞内部模型试验，而且通过一个摆动机构，可实现全方位模拟自然风条件进行风洞外部大范围区域的灌草丛野外风洞试验，实现了多用途。同时，由于本发明风洞设备采用了一套加沙装置，可使本发明风洞能提供清洁空气气流和不同含沙量的挟风沙空气气流等多种接近自然风条件。
本发明涉及一种可移动式灌草丛野外测试风洞设备。该风洞设备由风洞本体、加沙装置与摆动机构三部分组成。具体地，该风洞设备由动力段1、过渡段2、第一试验段3、第二试验段4、加沙装置5、摆动机构6与底座支撑架组成，具体结构可以参见附图1。
动力段1是由在圆形管内安装的可控电机组与由它带动的风扇组成。本发明使用的可控电机组的电机功率通常为3～4kw，采用变频器控制，以实现调速。在野外作业时需配套4～6kw小型汽油发电机。本发明使用的风扇是一种具有轴流式结构的风机风扇，这种风机送风量通常是22000～24500m3/h。
本发明使用的风机例如是由上海应达风机股份有限公司以商品名SF型系列轴流通风机销售的产品。
过渡段2由圆形管与四方锥管连接而成，它的一端为圆形进风口，它的另一段为四方锥管端，该四方锥管端与第一试验段3、第二试验段4依次串联连接；与第一试验段3相连的过渡段2一端、第一试验段3与第二试验段4都是四方管。这个四方管的横截面例如是0.5m×0.5m，当然，根据实际使用的需要，这个四方管的横截面可以大些或小些。
第一试验段3与第二试验段4四方管下部是可拆卸式底板。
第二试验段4四方管顶部与两侧设置透明有机玻璃观察窗口，便于观察及使用高速摄影机监测照相。
在本发明中，动力段1、过渡段2、第一试验段3、第二试验段4与摆动机构6的长度比是1：2.5～3.5：2.5～3.5：2.5～3.5：1.8～2.2。在本发明中，如果其中任一段超过其范围时都是不利的，这是因为按照空气动力学以及灌草丛野外试验要求，同时兼顾多用途作用，为保证风洞内部空气的均匀稳定流场品质，经计算得出的。如果超过其范围，则不能保证风洞内部空气的均匀流场品质。
动力段1、过渡段2、第一试验段3、第二试验段4与摆动机构6是由法兰与纸质密封垫连接的。
在本发明中，第二试验段4与摆动机构6连接。
本发明采用的摆动机构6是一种能够任意改变出风气流方向的机构。摆动机构的出风口运动轨迹由旋转运动与定轴摆动两者合成而成，因此可以实现出风口气流在空间上的任意气流流场控制，从而保证了灌草丛风洞野外测试数据的客观、真实。
如附图5所示，摆动机构6是一个自由度为2的机构，其中：
定轴摆动的运动方程如下：
S1＝l1Ф1＝l1ω1t
旋转运动的运动方程如下：
因此，出风口部分特征点的运动方程如下：
式中：
S—特征点的弧坐标；
S1—定轴摆动时特征点的弧坐标；
S2—旋转运动时特征点的弧坐标；
l1—摆动机构的长度；
l2—出风口的长度；
Ф1—摆动机构摆过的角度；
Ф2—出风口旋转过的角度；
ω1—定轴摆动时的角速度；
ω2—旋转运动时的角速度；
t—运动时间。
该摆动机构6可通过连接法兰与第二试验段4相连接。摆动机构内表面采用流线型曲线设计，尽最大努力减小空气流动阻力。
在摆动机构6顶部设置第一步进电机6-1与第一小齿轮6-2；在摆动机构6上设置大齿圈6-3，大齿圈6-3与第一小齿轮6-2啮合，第一步进电机6-1驱动第一小齿轮6-2转动，从而带动大齿圈6-3沿着转动轴6-7转动。摆动机构6的具体结构可以参见附图5。
大齿圈6-3是直齿圆柱齿轮结构；第一小齿轮6-2是直齿圆柱齿轮结构；它们的啮合是直齿圆柱齿轮啮合。
在摆动机构6底部设置第二步进电机6-5与第二小齿轮6-6；由第二步进电机6-5通过第二小齿轮6-6带动位于摆动机构6下方的扇形齿板6-4摆动。扇形齿板6-4的具体结构可以参见附图6。
第二小齿轮6-6是直齿圆柱齿轮结构；
第一步进电机6-1与第二步进电机6-5都是目前市场上销售的产品，例如由常州双杰电子有限公司以商品名39BYGB0413系列步进电机销售的产品。
本发明使用的扇形齿板6-4是直齿圆弧结构。
附图2是本发明风洞设备在进行野外吹风试验时，摆动机构6与灌草丛之间相互关系示意图。
在本发明中，加沙装置5位于第一试验段3右端上方。
本发明加沙原理采用高处重力加沙，沙粒从高处依靠重力自然下落，使沙粒均匀散落，简便节能。
本发明使用的加沙装置5是由一级插板式控制机构5-1与二级控制机构组成，而二级控制机构是由步进电机5-2与伞状斜板5-3构成；由步进电机5-2驱动伞状斜板5-3移动，以实现加沙量的精确控制。加沙装置5的具体结构参见附图3。伞状斜板5-3具体结构可以参见附图4。
一级插板式控制机构5-1是手动机械插板式结构。
所述的底座支撑架位于风洞本体底部，它用角钢焊接而成，而底座支撑架与风洞本体用螺栓连接固定起来。所述的底座支撑架是一种可调整高度为50～125cm的机械可调式底座支撑架。
本发明的野外测试风洞设备在保证空气动力学性能的前提下，通过精确力学计算，尽量选用优质性能钢材以减轻重量，并使用塑料、有机玻璃、纸质密封垫、同步软带等轻型材料，大大减轻整机重量。而且，该重量又被分配到7个组成部件上，真正实现了可移动便携式设计。
利用本发明风洞设备可以提供完全由人工控制的接近自然风包括无沙和有沙，如直风、旋风、倾斜风以及各种组合形式的复杂风。具体地，将本发明风洞设备放置于距离灌草丛约100cm的地方，即可进行灌草丛野外吹风测试。利用计算机控制装置，还可实现同一气流流场形态的多次重复吹风试验。
在不同的疏伐机制下，运用本发明的灌草丛野外测试方法与设备，对不同的灌草丛结构构型进行清洁空气流场无沙和挟风沙空气流场有沙的组合试验，依据气固二相流理论，可以综合分析风沙的空气流场特性，揭示不同灌草丛疏枝模式配置下的风沙物理输移规律，从而进一步阐明灌草丛固阻沙功能与其空间结构构型的响应作用机理。本发明野外测试风洞装置使用方法描述如下：
1、根据野外测试的某个灌草丛的整株高度，调整好野外测试风洞装置的整机高度，通过调整整机支撑架上的调整孔的位置得以实现。调整高度应以风洞中心线高度为待试验灌草丛整株高度的一半，具体参见附图2。例如，某个灌草丛的整株高度经实测为2.4m，则整机高度应调整为风洞中心线高度距地面1.2m。
2、将野外测试风洞装置放置于距离某个灌草丛树冠轮廓100cm左右的地面处。
3、利用手动或计算机自动控制装置，启动主电机，并调整变频器的输出频率，从而改变风机主电机的转速，以便得到所需的一定压力、速度的接近自然风。此时，风机提供的接近自然风是清洁空气气流无沙。
4、若需提供挟风沙的空气气流有沙，则在主电机启动后，开启加沙器的控制步进电机。通过一级插板控制手动、二级步进电机控制自动，即可获得一定流量的落沙量。当挟风沙的空气气流的含沙量不变时，上述一级插板不动，二级步进电机也不动；当挟风沙的空气气流的含沙量改变时，应优先使用二级步进电机控制自动伞状斜板的移动距离，改变落沙量。如有需要，需同时使用一级插板控制手动，以获得所需流量的落沙量。
5、关于出风口的控制，可根据试验方案，当需要直风时，则启动2个步进电机，驱动摆动机构运动，使出风口正对整株灌草丛的几何中心，然后停止2个步进电机，保持该位置直到试验结束试验过程中主电机始终工作；当需要斜风时，则仅启动旋转步进电机，使出风口旋转过一定转角α，然后停止该步进电机，保持这个位置直到试验结束；当需要旋风时，则仅启动旋转步进电机，使该步进电机按一定转速ω旋转，直到试验结束，当然，如果需要，在试验过程中也可改变旋转步进电机的转速ω；当需要任意方向的复杂风时，则按一定速比同时启动2个步进电机，此时，出风口将对整株灌草丛进行变量风吹风试验。在整个试验过程中，2个控制步进电机和1个主电机同时工作。如有需要，也可改变2个步进电机的转速ω1、ω2，直到试验结束。
[有益效果]
本发明灌草丛野外测试风洞设备解决了以下科学问题：
A、采用四周封闭型结构，真正实现了空气动力学意义下的试验风洞，解决了风蚀风洞传统的倒“U”型结构所带来的气流流场的不均匀问题。
B、实现了多用途。第一种用途是本发明风洞设备第一、第二试验段的底板是活动的，可拆卸的，这样既可用作风蚀风洞此时，取下底板，呈倒“U”型，又可用作空气动力学风洞此时，装上底板，呈四周封闭型。第二种用途是本发明风洞设备既可用于室内模拟试验，又可用于室外的野外吹风试验。
C、本发明风洞设备摆动机构利用了理论力学的运动学理论。在本发明中，采用2台电机分别独立驱动2套机构，分别实现2个相互独立的机械运动，而2个机械运动又被最终合成在摆动机构的出风口部位。于是，该出风口部位的运动是一个旋转运动和一个摆动的合成运动。该合成运动可以模拟各种状态下的自然风，例如直流风，旋风，倾斜风及各种组合形式下的复杂风等。
D、本发明风洞设备加沙装置利用重力原理自然落沙，经第一、第二试验段混合，在出风口处可形成均匀的挟风沙气流。通过控制进沙量，可以全面模拟自然条件下的各种沙尘气流。这就为灌草丛野外科学试验提供了极大的便利。因为该沙尘气流条件完全可以由人工控制实现。
E、本发明风洞设备的可调式支架结构，其高度可调，真正实现了离地测试，能够完成对不同高度的整株沙柳灌丛的野外吹风试验。
F、本发明风洞设备能够提供完全由人工自动控制各种近自然风，从而避开自然风随机、易变、不可重复等限制，并可重复多次提供相同流场的同一空气气流包括无沙和有沙，这可以增加重复试验组，为科学研究提供大量真实、有效数据。
【附图说明】
图1是本发明风洞设备整体结构示意图；
图2是本发明风洞设备野外吹风试验示意图；
图3是本发明风洞设备加沙装置5结构示意图；
图4是加沙装置伞状斜板5-3结构示意图。
图5是本发明风洞设备摆动机构6结构示意图；
图6是摆动机构扇形齿板6-4结构示意图；
图中：
1、动力段；2、过渡段；3、第一试验段；4、第二试验段；
5、加沙装置；5-1、一级插板式控制机构；5-2、步进电机；5-3、伞状斜板；
6、摆动机构；6-1、第一步进电机；6-2、第一小齿轮；6-3、大齿圈；6-4、扇形齿板；6-5、第二步进电机；6-6、第二小齿轮；6-7、转动轴。
【具体实施方式】
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
实施例1：本发明的可移动式灌草丛野外测试风洞设备
该风洞设备由动力段1、过渡段2、第一试验段3、第二试验段4、加沙装置5、摆动机构6与底座支撑架组成；
动力段1是由在圆形管内安装的电机功率3kw可控电机组与由它带动的具有轴流式结构的风扇组成；过渡段2由圆形管与四方锥管连接而成，它的一端为圆形进风口，它的另一段为四方锥管端，该四方锥管端与第一试验段3、第二试验段4依次串联连接；与第一试验段3相连的过渡段2一端、第一试验段3与第二试验段4都是四方管；第一试验段3与第二试验段4四方管下部是可拆卸式底板；第二试验段4四方管顶部与两侧设置长50cm、宽40cm的透明有机玻璃观察窗口。动力段1、过渡段2、第一试验段3、第二试验段4与摆动机构6的长度比是1：2.5：2.7：2.8：2.0。野外测试风洞设备总长度与第一试验段3宽度之比是1.1：0.1。
第二试验段4的一端与第一试验段3连接，而它的另一端与摆动机构6连接。在摆动机构6顶部设置由常州双杰电子有限公司以商品名39BYGB0413系列步进电机销售的第一步进电机6-1与第一小齿轮6-2，它们的有效径比为1：5；在摆动机构6上设置大齿圈6-3，大齿圈6-3与第一小齿轮6-2啮合，它们的有效径比为10：1。
第一步进电机6-1驱动第一小齿轮6-2转动，从而带动大齿圈6-3沿着转动轴6-7转动；在摆动机构6底部设置由常州双杰电子有限公司以商品名39BYGB0413系列步进电机销售的第二步进电机6-5与第二小齿轮6-6，它们的有效径比为1：5；由第二步进电机6-5通过第二小齿轮6-6带动位于摆动机构6下方的扇形齿板6-4摆动。
动力段1、过渡段2、第一试验段3、第二试验段4与摆动机构6是由法兰与纸质密封垫连接的。
在第一试验段3右端上方设置加沙装置5。加沙装置5是由一级插板式控制机构5-1与二级控制机构组成，而二级控制机构是由常州双杰电子有限公司以商品名39BYGB0413系列步进电机销售的步进电机5-2与具有折弯结构的伞状斜板5-3构成；由步进电机5-2驱动伞状斜板5-3移动，以实现加沙量的精确控制。
位于风洞本体的底座支撑架用4cm×4cm角钢焊接而成，而底座支撑架与风洞本体用螺栓连接固定起来。所述的底座支撑架是一种可调整高度为50cm的机械可调式底座支撑架。
实施例2：本发明的可移动式灌草丛野外测试风洞设备
该实施例的实施方式与实施例1相同，只是在圆形管内安装的电机的功率是3kw；透明有机玻璃观察窗口的长是50cm、宽是30cm；动力段1、过渡段2、第一试验段3、第二试验段4与摆动机构6的长度比是1：2.8：2.5：2.5：1.8。野外测试风洞设备总长度与第一试验段3宽度之比是1.0：0.1。第一步进电机6-1与第一小齿轮6-2的有效径比为1：4；大齿圈6-3与第一小齿轮6-2的有效径比为12.5：1；第二步进电机6-5与第二小齿轮6-6的有效径比为1：4；机械可调式底座支撑架的可调整高度是75cm。
实施例3：本发明的可移动式灌草丛野外测试风洞设备
该实施例的实施方式与实施例1相同，只是在圆形管内安装的电机的功率是4kw；透明有机玻璃观察窗口的长是50cm、宽是25cm；动力段1、过渡段2、第一试验段3、第二试验段4与摆动机构6的长度比是1：3.5：3.1：3.1：2.2。野外测试风洞设备总长度与第一试验段3宽度之比是1.3：0.1。第一步进电机6-1与第一小齿轮6-2的有效径比为1：6；大齿圈6-3与第一小齿轮6-2的有效径比为9：1；第二步进电机6-5与第二小齿轮6-6的有效径比为1：6；机械可调式底座支撑架的可调整高度是100cm。
实施例4：本发明的可移动式灌草丛野外测试风洞设备
该实施例的实施方式与实施例1相同，只是在圆形管内安装的电机的功率是4kw；透明有机玻璃观察窗口的长是40cm、宽是25cm；动力段1、过渡段2、第一试验段3、第二试验段4与摆动机构6的长度比是1：3.2：3.5：3.2：2.0。野外测试风洞设备总长度与第一试验段3宽度之比是1.3：0.1。第一步进电机6-1与第一小齿轮6-2的有效径比为1：5；大齿圈6-3与第一小齿轮6-2的有效径比为10：1；第二步进电机6-5与第二小齿轮6-6的有效径比为1：5；机械可调式底座支撑架的可调整高度是125cm。
实施例实施效果说明：下面将对比说明本发明野外风洞设备与现有风蚀风洞的不同点与先进性。
1、风洞本体结构
附表1本发明野外风洞设备与现有风蚀风洞的结构对比
| 本发明野外风洞设备 | 现有风蚀风洞 | |
| 截面积 | 0.5m×0.5m | 0.6m×0.6m或1.0m×1.2m |
| 风洞长度 | 5m加摆动机构6m | 11m或12m |
| 试验段断面结构 | 矩形，有底版 | 倒“U”形，无底版 |
| 风机功率 | 3kw | 5.5kw或30kw |
| 整机重量 | 450kg | 1100kg或数据缺，预估2000kg |
附：表中，现有风蚀风洞选取了中国科学院寒区旱区环境与工程研究所韩庆杰等的一种可移动便携式风蚀风洞和内蒙古农业大学研制的0FDY—1.2型风蚀风洞日期：2005.07。
2、整机支撑架
上述2种现有风蚀风洞均为落地式结构，没有整机支撑架。因此，均不能进行离地测试。本发明野外测试风洞装置设有整机支撑架，且在50cm-125cm之间可调，完全可实现离地测试。
3、摆动机构
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所李宏等的风洞实验模拟野外不同风向的装置，为了实现模拟野外不同风向，采用的是将现有风蚀风洞整机放置于一个直径为1000mm大的圆盘上进行整体回转。缺点：①只能使风洞整机在水平面内进行转动，风洞直风由原来的固定风向仅变为单一转动风向，但只有1个自由度，所能提供的风向成分单一；②其单一转动风向是对风洞内部对象作用；③使风洞整机置于圆盘上进行整体回转，使得该装置整体结构笨重，整机重量大，耗能大。
本发明野外测试风洞装置利用一套摆动机构，运用了刚体运动学的原理，利用机构运动的复合原理，采用一个旋转运动和一个摆动的合成运动，实现了摆动机构在2个自由度上的运动合成，可以提供成分复杂的各种风向的复杂风。本发明野外测试风洞装置与上述装置的本质不同点在于不仅能提供成分复杂的各种风向的复杂风，而且所作用对象是风洞外部的灌草丛。另外，由于摆动机构与风洞本体相对独立，当摆动机构运动时，风洞本体并不运动，于是，转动部分重量小，转动灵活，耗能小。
Claims (10)
1.一种可移动式灌草丛野外测试风洞设备，其特征在于该风洞设备由动力段(1)、过渡段(2)、第一试验段(3)、第二试验段(4)、加沙装置(5)、摆动机构(6)与底座支撑架组成；
动力段(1)是由在圆形管内安装的可控电机组与由它带动的风扇组成；过渡段(2)由圆形管与四方锥管连接而成，它的一端为圆形进风口，它的另一段为四方锥管端，该四方锥管端与第一试验段(3)、第二试验段(4)依次串联连接；与第一试验段(3)相连的过渡段(2)一端、第一试验段(3)与第二试验段(4)都是四方管；
第二试验段(4)与摆动机构(6)连接；
加沙装置(5)位于第一试验段(3)右端上方。
2.根据权利要求1所述的野外测试风洞设备，其特征在于动力段(1)、过渡段(2)、第一试验段(3)、第二试验段(4)与摆动机构(6)的长度比是1：2.5～3.5：2.5～3.5：2.5～3.5：1.8～2.2。
3.根据权利要求1所述的野外测试风洞设备，其特征在于动力段(1)、过渡段(2)、第一试验段(3)、第二试验段(4)与摆动机构(6)是由法兰与纸质密封垫连接的。
4.根据权利要求1所述的野外测试风洞设备，其特征在于所述野外测试风洞设备总长度与第一试验段(3)宽度之比是1.0～1.4：0.1。
5.根据权利要求1所述的野外测试风洞设备，其特征在于第一试验段(3)与第二试验段(4)四方管下部是可拆卸式底板。
6.根据权利要求1所述的野外测试风洞设备，其特征在于第二试验段(4)顶部与两侧设置透明有机玻璃观察窗口。
7.根据权利要求1所述的野外测试风洞设备，其特征在于加沙装置(5)是由一级插板式控制机构(5-1)与二级控制机构组成，而二级控制机构是由步进电机(5-2)与伞状斜板(5-3)构成；由步进电机(5-2)驱动伞状斜板(5-3)移动，以实现加沙量的精确控制。
8.根据权利要求1所述的野外测试风洞设备，其特征在于在摆动机构(6)顶部设置第一步进电机(6-1)与第一小齿轮(6-2)；在摆动机构(6)上设置大齿圈(6-3)，大齿圈(6-3)与第一小齿轮(6-2)啮合，第一步进电机(6-1)驱动第一小齿轮(6-2)转动，从而带动大齿圈(6-3)沿着圆形轨道转动；
在摆动机构(6)底部设置第二步进电机6-5与第二小齿轮6-6；由第二步进电机6-5通过第二小齿轮6-6带动位于摆动机构(6)下方的扇形齿板6-4摆动。
9.根据权利要求1所述的野外测试风洞设备，其特征在于位于风洞本体的底座支撑架用角钢焊接而成，而底座支撑架与风洞本体用螺栓连接固定起来。所述的底座支撑架是一种可调整高度为50～125cm的机械可调式底座支撑架。
10.根据权利要求1所述的野外测试风洞设备，其特征在于所述的风洞设备提供完全由人工控制的含有或不含有沙的直风、旋风、倾斜风以及各种组合形式的复杂风。
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