CN108181075A - 一种自然降雪风洞模拟试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自然降雪风洞模拟试验装置，包括两个前后平行设置的竖向支架，竖向支架的顶部设有下层支撑横杆，下层支撑横杆上滑动连接有下振动筛网；下振动筛网的端部设有第一齿带，竖向支架上转动连接有与第一齿带啮合的大齿轮；前、后竖向支架之间设有左右贯通的导流腔，导流腔的顶部设有可左右滑动的可移动导流顶板，可移动导流顶板与下振动筛网固定连接到一起，可移动导流顶板对应下振动筛网的位置设有通孔；还包括步进电机，步进电机通过第一传动带与大齿轮连接。本发明能充分利用好现有常规风洞进行模拟降雪试验，经济高效地研究风雪的作用效果；往复反向运动的下振动筛网和上振动筛网能精确地控制模拟降雪量的大小。

Description

一种自然降雪风洞模拟试验装置
技术领域
本发明涉及一种测试装置，具体为一种自然降雪风洞模拟试验装置。
背景技术
降雪是一种常见的自然现象。降雪量过大时会带来雪灾而给人类带来诸多不便，甚至是危害生命财产安全。自然降雪往往伴随着风的作用，风雪灾害的作用效果与特征急切需要得到认识。风洞试验是一种较好的试验手段用来开展对风雪的作用的研究，然而为了形成雪而需要在低温风洞试验室中开展。现实情况是低温风洞实验室造价高且数量极少，而常规风洞造价相对较低且数量较多，由此在常规风洞中模拟降雪与风的作用成为了一种经济可行的途径。目前常规风洞中对积雪下风雪运动进行了一些研究，但是无法模拟自然降雪作用。
风洞试验模拟中往往选择细小的颗粒物模拟雪颗粒而与建筑筛沙装置相近，或者采用低温风洞实现自然降雪，相近方案如下：
①筛沙装置发明专利(申请号201510290358.7)。该装置包含了内筛体和外筛体。外筛体的四个角分别连有一根绳，绳的端部连有弹簧，每根弹簧与内筛体连接。其特征是：将沙子放在内筛体内，晃动外筛体，在绳和弹簧的作用下，内筛体会自动抖动筛沙，相当省力，操作简便。
②一种建筑筛沙装置发明专利(申请号201710743771.3)。该发明通过设置小齿轮、第一轴承、第一活动杆、大齿轮、固定轴、第一拉杆、第二拉杆、第二轴承、第二活动杆、斜杆、滑槽、滑杆、第三拉杆、转轴、拉板、筛网、滑板和滑块的配合，达到了省时省力的效果，提高了传统的建筑筛沙装置的实用性。
③一种建筑施工沙石筛选装置(申请号201320704884.X)。该装置特征在于螺旋提升筒置于主体支撑架上，螺旋推进片置于转动轴上，并且置于螺旋提升筒内，转动轴一端通过轴承和转动轮相连接，电动机通过辅助支撑架置于主体支撑架上，动力轮置于电动机上，动力轮通过传动皮带与传动轮连接，出料口置于螺旋提升筒上。利用螺旋的提升筒的螺旋转动对砂石进行筛选。
④一种降雪装置及气候室(201410410283.7)。该发明由水冷冷水机对水箱内水进行降温，达到预定降雪温度后将水由喷头喷出而形成降雪。
⑤人工降雪装置(200710026839.2)。该发明由动力机构带动转轴旋转，箱体的底部为带有通雪孔的孔板，转轴相对于孔板垂直，在孔板的上方设有与其接触配合的刮板，该刮板与转轴周向连接。
⑥一种能模拟降雪过程的低能耗高效风洞(201520060819.7)。该发明设计了一种模拟降雪的风洞，动力段安装风机，制冷段安装液氮制冷系统，水雾生成段有雾化气动喷嘴，通过水雾急剧降温形成降雪。
上述现有方案①、②、③以大批量筛沙为主要目的，没有考虑筛沙量的准确控制，且不考虑风的作用。上述现有方案④、⑤、⑥从物理变化角度可生成雪或通过低温风洞的水雾降温形成雪，成本较高，不能利用好现有的大量的常规风洞。
发明内容
本发明提供了一种自然降雪风洞模拟试验装置，用于在常规风洞中模拟自然降雪，以便于研究风雪的作用效果。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种自然降雪风洞模拟试验装置，包括两个前后平行设置的竖向支架，竖向支架的顶部设有下层支撑横杆，下层支撑横杆上滑动连接有可左右滑动的下振动筛网；下振动筛网的端部设有第一齿带，竖向支架上转动连接有与第一齿带啮合的大齿轮；前、后竖向支架之间设有左右贯通的导流腔；导流腔包括两个平行设置的前、后导流侧壁，前、后导流侧壁的左、右两端的顶部分别固定连接左、右顶板；下振动筛网的左、右两端分别固定连接左、右可移动导流顶板，左、右可移动导流顶板分别覆盖在左、右顶板上；前侧的竖向支架的底部设有支撑块，支撑块上固定连接有步进电机，步进电机通过第一传动带与大齿轮连接。
根据上述方案，所述竖向支架的顶部还设有上层支撑横杆，上层支撑横杆位于下层支撑横杆的上方，上层支撑横杆上滑动连接有可左右滑动的上振动筛网；上振动筛网的端部设有第二齿带，上层支撑横杆上转动连接有与第二齿带啮合的小齿轮；所述步进电机同时通过第二传动带与小齿轮连接。
进一步的，所述竖向支架的顶部还设有中层支撑横杆，中层支撑横杆位于下层支撑横杆与上层支撑横杆之间，所述大齿轮转动连接于中层支撑横杆上；所述第一齿带设于下振动筛网的顶部，所述第二齿带设于上振动筛网的底部。
更进一步的，所述大齿轮的直径大于小齿轮的直径。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：结构简单，可行性高，能充分利用好现有常规风洞进行模拟降雪试验，经济高效地研究风雪的作用效果；往复反向运动的下振动筛网和上振动筛网能精确地控制模拟降雪量的大小；封闭的导流腔能消除外部环境的干扰，能消除试验过程中其他因素的影响，利于模拟实际风与自然降雪的过程与效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，图中各标号的释义为：1-上振动筛网，2-下振动筛网，3-第二滑块，4-第一滑块，5-第二滑动轨道，6-第一滑动轨道，7-第二齿带，8-第一齿带，9-小齿轮，10-大齿轮，11-支撑横杆，12-步进电机，13-支撑块，14-第二传动带，15-第一传动带，16-支撑竖杆，17-导流侧壁，18-顶板，19-可移动导流顶板，20-滑槽。
实施例一：
本发明包括两个前后平行设置的竖向支架。所述竖向支架包括两根左右平行设置的支撑竖杆16，支撑竖杆16的上部之间设有三根水平设置的支撑横杆11，分别为下层支撑横杆、中层支撑横杆和上层支撑横杆。
下层支撑横杆上设有第一滑动轨道6。下振动筛网2的前、后端的底部设有与第一滑动轨道6匹配的第一滑块4，下振动筛网2的前、后端的顶部还设有第一齿带8。
中层支撑横杆上转动连接有与第一齿带8啮合的大齿轮10。
前、后竖向支架之间设有左右贯通的导流腔。导流腔包括两个前后平行设置的导流侧壁17，导流侧壁17的左端和右端的顶部之间分别固定连接有一个顶板18。导流侧壁17的顶部设有滑槽20，下振动筛网2的左端和右端各自固定连接有一个可移动导流顶板19，可移动导流顶板19可沿滑槽20左右滑动，以便于模拟雪颗粒进入导流腔内。可移动导流顶板19能保证下振动筛网2在往复运动的过程中导流腔的密闭性。
前侧的竖向支架的底部设有支撑块13，支撑块13上固定连接有步进电机12。步进电机12通过第一传动带15与大齿轮10连接。
将实施例一所述的本发明放置在风洞实验室试验段内，风在导流腔围成的封闭区域内自由流过。封闭的空间能消除气动影响，利于模拟实际风与自然降雪的过程及效果。在下振动筛网2内放置模拟雪颗粒，通过步进电机12的转速控制下振动筛网2的来回运动速度，使得模拟雪颗粒以一定降雪量在导流腔围成的封闭区域内自然降落随风一起运动。
实施例二：
在上述实施例一的基础上，在上层支撑横杆上设置第二滑动轨道5。上振动筛网1的前、后端的底部均设有与第二滑动轨道5匹配的第二滑块3，上振动筛网1的前、后端的底部还设有第二齿带7。上层支撑横杆的中部转动连接有与第二齿带7啮合的小齿轮9。
步进电机12同时通过第二传动带14与小齿轮9连接，使得下振动筛网2和上振动筛网1的运动方向相反。
将实施例二所述的本发明放置在风洞实验室试验段内，风在导流腔围成的封闭区域内自由流过。在上振动筛网1内放置模拟雪颗粒，模拟雪颗粒经过上振动筛网1后因上振动筛网具有加速度，会导致模拟雪颗粒按照质量大小分散分布。由于下振动筛网2的第一齿带8设置在上方，而上振动筛网1的第二齿带7设置在下方，在同一个步进电机12的带动下，下振动筛网2和上振动筛网1的运动方向相反。因此从上振动筛网1落下的模拟雪颗粒在经过下振动筛网2的反向运动后会使其从分离状态又重新融合在一起，形成更接近真实情况的雪颗粒。
大齿轮10的直径大于小齿轮9的直径，使得下振动筛网2的运动速度大于上振动筛网1的运动速度，这样便能保证从上振动筛网1上落下的模拟雪颗粒能全部被下振动筛网2接住。
模拟降雪量的大小由筛网的运动速度和筛网孔径决定，下振动筛网2和上振动筛网1的运动速度越大、筛网孔径越大，从筛网降落的模拟雪颗粒越多。

Claims (4)

1.一种自然降雪风洞模拟试验装置，其特征在于：包括两个前后平行设置的竖向支架，竖向支架的顶部设有下层支撑横杆，下层支撑横杆上滑动连接有可左右滑动的下振动筛网(2)；下振动筛网(2)的端部设有第一齿带(8)，竖向支架上转动连接有与第一齿带(8)啮合的大齿轮(10)；前、后竖向支架之间设有左右贯通的导流腔；导流腔包括两个平行设置的前、后导流侧壁(17)，前、后导流侧壁(17)的左、右两端的顶部分别固定连接左、右顶板(18)；下振动筛网(2)的左、右两端分别固定连接左、右可移动导流顶板(19)，左、右可移动导流顶板(19)分别覆盖在左、右顶板(18)上；前侧的竖向支架的底部设有支撑块(13)，支撑块(13)上固定连接有步进电机(12)，步进电机(12)通过第一传动带(15)与大齿轮(10)连接。
2.根据权利要求1所述的一种自然降雪风洞模拟试验装置，其特征在于：所述竖向支架的顶部还设有上层支撑横杆，上层支撑横杆位于下层支撑横杆的上方，上层支撑横杆上滑动连接有可左右滑动的上振动筛网(1)；上振动筛网(1)的端部设有第二齿带(7)，上层支撑横杆上转动连接有与第二齿带(7)啮合的小齿轮(9)；所述步进电机(12)同时通过第二传动带(14)与小齿轮(9)连接。
3.根据权利要求2所述的一种自然降雪风洞模拟试验装置，其特征在于：所述竖向支架的顶部还设有中层支撑横杆，中层支撑横杆位于下层支撑横杆与上层支撑横杆之间，所述大齿轮(10)转动连接于中层支撑横杆上；所述第一齿带(8)设于下振动筛网(2)的顶部，所述第二齿带(7)设于上振动筛网(1)的底部。
4.根据权利要求3所述的一种自然降雪风洞模拟试验装置，其特征在于：所述大齿轮(10)的直径大于小齿轮(9)的直径。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109186924A (zh) * 2018-08-01 2019-01-11 西南交通大学 一种风致颗粒运动风洞模拟试验装置
CN109186925A (zh) * 2018-08-20 2019-01-11 中国飞机强度研究所 风洞及风洞试验系统
CN109186926A (zh) * 2018-11-19 2019-01-11 温州大学瓯江学院 一种模拟沙尘暴的风洞
CN113405977A (zh) * 2021-06-16 2021-09-17 哈尔滨工业大学 一种用于雨雪荷载耦合模拟的试验装置
CN114778065A (zh) * 2022-03-07 2022-07-22 西南交通大学 一种风吹雪试验测试系统及其试验方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101240963A (zh) * 2007-02-08 2008-08-13 珠海格力电器股份有限公司 人工降雪装置
CN105158440A (zh) * 2015-08-29 2015-12-16 西安科技大学 室内冻土水分迁移规律模拟系统及特征参数测定方法
CN106017850A (zh) * 2016-07-29 2016-10-12 哈尔滨工业大学 一种户外风致雪飘移的试验装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101240963A (zh) * 2007-02-08 2008-08-13 珠海格力电器股份有限公司 人工降雪装置
CN105158440A (zh) * 2015-08-29 2015-12-16 西安科技大学 室内冻土水分迁移规律模拟系统及特征参数测定方法
CN106017850A (zh) * 2016-07-29 2016-10-12 哈尔滨工业大学 一种户外风致雪飘移的试验装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MASAKI NEMOTO,ET AL.: ""Effects of Snowfall on Drifting Snow and Wind Structure Near a Surface"", 《BOUNDARY-LAYER METEOROLOGY》 *
PAEK S Y,ET AL.: ""Evaluation of Snow Loading Using a Wind Tunnel on the Arched House"", 《ADVANCED MATERIALS RESEARCH》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109186924A (zh) * 2018-08-01 2019-01-11 西南交通大学 一种风致颗粒运动风洞模拟试验装置
CN109186924B (zh) * 2018-08-01 2019-10-01 西南交通大学 一种风致颗粒运动风洞模拟试验装置
CN109186925A (zh) * 2018-08-20 2019-01-11 中国飞机强度研究所 风洞及风洞试验系统
CN109186926A (zh) * 2018-11-19 2019-01-11 温州大学瓯江学院 一种模拟沙尘暴的风洞
CN113405977A (zh) * 2021-06-16 2021-09-17 哈尔滨工业大学 一种用于雨雪荷载耦合模拟的试验装置
CN114778065A (zh) * 2022-03-07 2022-07-22 西南交通大学 一种风吹雪试验测试系统及其试验方法
CN114778065B (zh) * 2022-03-07 2022-10-11 西南交通大学 一种风吹雪试验测试系统及其试验方法

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