CN109459207A - 一种用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于公开一种用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置，它包括联接构件、横向格栅构件和纵向格栅构件，所述横向格栅构件和纵向格栅构件互相垂直相交连接，所述纵向格栅构件的两端分别通过联接构件分别联接在风洞内，所述纵向格栅构件沿风洞截面宽度方向等间距设置，所述横向格栅构件沿风洞高度方向等间距设置；与现有技术相比，能够根据聚光器场的地貌状况，在风洞中准确调试地貌的大气湍流度，从而保证聚光器模型的风洞实验的数据准确性，实现本发明的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种风洞实验的风场布置装置，特别涉及一种用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置。
背景技术
太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源，在化石燃料逐年减少、国际能源形势日趋严峻的今天，开发利用太阳能是实现能源供应多元化、保证能源安全的重要途径之一。
塔式热发电装置和槽式热发电装置的基本原理是利用众多的聚光器，将太阳辐射反射到吸热器上，借助加热工质产生过热蒸汽或高温空气，驱动发电机组，产生电能。对于一个10MW规模的太阳能塔式热发电站，其聚光器与吸热器间最大距离可达1公里，风力作用下聚光器的微小颤动就可引起反射的太阳光在吸热器上的较大偏离，因此，在预定风载荷作用下保证聚光器的高跟踪精度成为聚光器设计者的重要考虑因素之一。尤其对于反射面积较大的聚光器，结构质量较大，结构自振频率降低，迎风面积大，风荷载成为重要控制荷载。
在风洞中对聚光器模型的抗风性能进行实验研究是优化聚光器结构的必要手段，研究认为：聚光器场的大气湍流度的准确调试是保证聚光器风场准确度的关键因素；当大气湍流度超过10％时，聚光器的整体受力会随着大气湍流度的增大，产生较大的增大。例如，当大气湍流度分别为0、1.2％、12％、14％和18％时，倾覆力矩系数分别为1.16、1.18、1.53、1.73和2.17。根据国际工程科学数据库的条文，对于沙漠和积雪覆盖的平地，离地10米高度处的湍流度为11％，对于杂草地，离地10米高度处的湍流度为14％，对于有少量树和建筑物的城市郊区，离地10米高度处的湍流度为17％。聚光器的离地高度通常是在10米及以下，聚光器场通常也是布置在上述三种地貌的场地条件。
因此，特别需要一种用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置，以解决上述现有存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置，针对现有技术的不足，能够根据聚光器场的地貌状况，在风洞中准确调试地貌的大气湍流度，从而保证聚光器模型的风洞实验的数据准确性。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置，其特征在于，它包括联接构件、横向格栅构件和纵向格栅构件，所述横向格栅构件和纵向格栅构件互相垂直相交连接，所述纵向格栅构件的两端分别通过联接构件分别联接在风洞内，所述纵向格栅构件沿风洞截面宽度方向等间距设置，所述横向格栅构件沿风洞高度方向等间距设置。
在本发明的一个实施例中，所述联接构件包括上部联接构件和下部联接构件，所述纵向格栅构件上端通过上部联接构件联接在风洞内，所述纵向格栅构件下端通过下部联接构件联接在风洞内。
在本发明的一个实施例中，所述横向格栅构件为横向矩形格栅构件，所述纵向格栅构件为纵向矩形格栅构件。
在本发明的一个实施例中，所述横向格栅构件为横向锯齿形格栅构件，所述纵向格栅构件为纵向锯齿形格栅构件。
在本发明的一个实施例中，所述横向格栅构件和纵向格栅构件互相垂直相交并通过双股钢丝绑扎连接。
在本发明的一个实施例中，所述纵向格栅构件与所述联接构件之间通过螺栓螺母互相连接。
在本发明的一个实施例中，所述横向格栅构件和纵向格栅构件构成的格栅与实验模型之间的距离为不小于15m。
在本发明的一个实施例中，所述横向格栅构件和纵向格栅构件构成的格栅的截面长度为不大于20cm。
在本发明的一个实施例中，所述横向格栅构件之间的纵向间距为不大于40cm，所述纵向格栅构件之间的横向间距为不大于40cm。
在本发明的一个实施例中，所述横向格栅构件和纵向格栅构件分别采用轻质高强材料制作，所述联接构件采用角钢制作。
本发明的用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置，与现有技术相比，能够根据聚光器场的地貌状况，在风洞中准确调试地貌的大气湍流度，从而保证聚光器模型的风洞实验的数据准确性，实现本发明的目的。
本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为本发明的采用矩形格栅的风场装置的结构示意图；
图2为本发明的采用锯齿形格栅的风场装置的结构示意图；
图3为本发明的纵向格栅与上部联接构件联接的结构示意图；
图4为本发明的纵向格栅与下部联接构件联接的结构示意图；
图5为本发明的实验模型在风场装置下进行风洞实验的结构示意图。
图中，1为上部联接构件、2为螺栓和螺母、3为纵向格栅、4为横向格栅、5为下部联接构件、6为风洞断面、7为纵向锯齿形格栅、8为横向锯齿形格栅、9为风场装置、10为实验模型、11为热线风速仪。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例
本实例是一座直流式边界层风洞，实验段宽3米、高2.5米，风速在0到30米/秒的范围内可调，在此风洞中布置本发明的风场装置，实现聚光器模型风场的实验要求。
本发明的用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置如图1和图2所示。
本发明的第一种风场装置如图1所示，由上部联接构件1、纵向矩形格栅3、横向矩形格栅4和下部联接构件5构成，纵向矩形格栅3、横向矩形格栅4采用轻质高强材料制作，上部联接构件1和下部联接构件5采用角钢制作。纵向矩形格栅3沿风洞截面宽度方向等间距布置，采用螺栓和螺母2，将各个纵向矩形格栅3与上部联接构件1和下部联接构件5进行联接，见图3和图4所示；横向矩形格栅4沿风洞高度方向等间距布置，各个横向矩形格栅4和各个纵向矩形格栅3之间，两两垂直相交，相交处采用双股钢丝绑扎，联接为一体。通过这样的联接，纵向矩形格栅3、横向矩形格栅4、上部联接构件1和下部联接构件5牢固地联接在一起，构成第一种风场装置。
本发明的第二种风场装置如图2所示，由上部联接构件1、纵向锯齿形格栅7、横向锯齿形格栅8和下部联接构件5构成，锯齿形格栅采用轻质高强材料制作，将锯齿形格栅分别用双股钢丝绑扎在轻质高强材料制作的纵向矩形格栅3和横向矩形格栅4上，制作成纵向锯齿形格栅7和横向锯齿形格栅8，上部联接构件1和下部联接构件5采用角钢制作。纵向锯齿形格栅7沿风洞截面宽度方向等间距布置，采用螺栓和螺母2，将各个纵向锯齿形格栅7与上部联接构件1和下部联接构件5进行联接，横向锯齿形格栅8沿风洞高度方向等间距布置，各个横向锯齿形格栅8和各个纵向锯齿形格栅7之间，两两垂直相交，相交处采用双股钢丝绑扎，联接为一体。通过这样的联接，纵向锯齿形格栅7、横向锯齿形格栅8、上部联接构件1和下部联接构件5牢固地联接在一起，构成第二种风场装置。
图5所示为实验模型在风场装置下进行风洞实验的示意图。在风洞中布置本发明的用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置9，将其安装在实验模型10的上风向，在实验模型10的右前方安装热线风速仪11，对本发明的用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置9的格栅布置进行调整，采用热线风速仪11进行测试，得到聚光器模型风洞实验所需要的风场，分别改变热线风速仪11的测试高度和测试位置，进行多点测试，多点验证，完成风场布置的全过程，而后，按照实验要求，进行实验模型10的风洞实验。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置，其特征在于，它包括联接构件、横向格栅构件和纵向格栅构件，所述横向格栅构件和纵向格栅构件互相垂直相交连接，所述纵向格栅构件的两端分别通过联接构件分别联接在风洞内，所述纵向格栅构件沿风洞截面宽度方向等间距设置，所述横向格栅构件沿风洞高度方向等间距设置。
2.如权利要求1所述的用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置，其特征在于，所述联接构件包括上部联接构件和下部联接构件，所述纵向格栅构件上端通过上部联接构件联接在风洞内，所述纵向格栅构件下端通过下部联接构件联接在风洞内。
3.如权利要求1所述的用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置，其特征在于，所述横向格栅构件为横向矩形格栅构件，所述纵向格栅构件为纵向矩形格栅构件。
4.如权利要求1所述的用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置，其特征在于，所述横向格栅构件为横向锯齿形格栅构件，所述纵向格栅构件为纵向锯齿形格栅构件。
5.如权利要求1所述的用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置，其特征在于，所述横向格栅构件和纵向格栅构件互相垂直相交并通过双股钢丝绑扎连接。
6.如权利要求1所述的用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置，其特征在于，所述纵向格栅构件与所述联接构件之间通过螺栓螺母互相连接。
7.如权利要求1所述的用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置，其特征在于，所述横向格栅构件和纵向格栅构件构成的格栅与实验模型之间的距离为不小于15m。
8.如权利要求1所述的用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置，其特征在于，所述横向格栅构件和纵向格栅构件构成的格栅的截面长度为不大于20cm。
9.如权利要求1所述的用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置，其特征在于，所述横向格栅构件之间的纵向间距为不大于40cm，所述纵向格栅构件之间的横向间距为不大于40cm。
10.如权利要求1所述的用于聚光器模型风洞实验的风场布置装置，其特征在于，所述横向格栅构件和纵向格栅构件分别采用轻质高强材料制作，所述联接构件采用角钢制作。
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