CN110044573B - 一种开闭两用式低速回流风洞 - Google Patents

一种开闭两用式低速回流风洞 Download PDF

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Abstract

一种开闭两用式低速回流风洞，实验段分为底板和上罩，二者扣合构成实验段；上罩可在底板上移动，实验段与收缩段通过插接环和对接环实现插接配合，实验段与扩散段之间留有压力平衡缝隙；在与插接环相邻的上罩顶部以及与对接环相邻的收缩段顶部各设有一个电磁铁机构，两电磁铁机构配合输出同性相斥或异性相吸电磁力；扩散段进气端洞口四周设有四块集气板，位于洞口顶部、前端及后端的集气板与扩散段进气端洞口通过铰链进行连接，位于洞口底端的集气板为固定连接，四块集气板处于拼合状态时构成完整集气罩；上罩通过龙门吊车吊装转运。本发明可快速在闭口式与开口式低速回流风洞间转换，转换过程中可降低时间和人力支出，大幅度降低试验准备时间。

Description

一种开闭两用式低速回流风洞
技术领域
本发明属于风洞实验技术领域，特别是涉及一种开闭两用式低速回流风洞。
背景技术
风洞是一种能人工产生和控制气流的管道试验设备，可以模拟飞行器或物体周围气体的流动，可量度气流对物体的作用以及观察物理现象，而风洞实验已作为航空航天飞行器的研制、风能的利用、环境保护、发展体育等方面的重要试验手段。
在风洞实验中，通常要把实验物体固定在风洞的实验段中，并利用各种测量设备获取目标参数。风洞种类很多，当按风洞实验段的气流速度大小来区分时，可以分为低速风洞(Ma≤0.4)、高速风洞(Ma＝0.4～0.5)及高超声速风洞(Ma≥0.5)。
自1871年英国韦斯姆在格林威治建造的世界上的第一座风洞以及1900年莱特兄弟建造第一架载人滑翔机以来，航空事业得到高速度发展，风洞成为必备的实验设备。各种各样的风洞相继诞生，为世界的空气动力学和高可靠性、高性能的飞行器的发展做出了巨大贡献。但是，随着科学技术的发展以及电子计算机的广泛应用，对实验对象具有更加全面的测量和分析要求，因此对风洞的要求就更加严格。
以低速回流风洞为例，因其实验段有洞壁的原因，在实验段内进行的模型实验时与在大气中的真实运动是有所不同的，气流因受到实验段洞壁的影响，气流会在洞壁处挤压变形，从而使实验段流动改变，进而影响到实验结果，也会增加实验数据的误差。为此，每个风洞都会拥有一套风洞洞壁干扰修正公式，但修正公式都是经验公式。因此，低速回流风洞又有了一种新的形式，即开口式低速回流风洞，实验段为完全敞开状态，此时便可以消除洞壁对气流的影响，并可形成自由射流，从而就不必再进行洞壁干扰修正，进而可以提高实验数据的准确性。
但是，对于传统的低速回流风洞来说，为了满足不同的实验需要，通常需要将闭口式低速回流风洞与开口式低速回流风洞进行相互改装，而改装过程通常需要付出大量的时间和人力，并且导致实验准备时间较长。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种开闭两用式低速回流风洞，能够快速在闭口式低速回流风洞与开口式低速回流风洞之间进行转换，转换过程中可有效降低时间和人力支出，能够大幅度降低实验准备时间。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种开闭两用式低速回流风洞，包括收缩段、实验段及扩散段，所述收缩段、实验段及扩散段沿直线进行分布，收缩段及扩散段均固定在地面上；其特点是：所述实验段分为底板和上罩，底板通过支撑座固定在地面上；所述上罩扣装在底板上，上罩与底板处于扣合状态时构成完整的实验段；在所述底板上表面水平安装有两根平行的滑轨，在所述上罩的两条下边沿上分别设有滑板，上罩通过滑板落放在滑轨上，上罩可沿滑轨进行直线移动；所述实验段的进气端与收缩段的出气端采用插接配合方式进行连接，实验段的出气端与扩散段的进气端之间留有压力平衡缝隙。
在所述实验段的进气端洞口设置有插接环，在所述收缩段的出气端洞口设置有对接环，插接环与对接环插装配合。
在与所述插接环相邻的上罩顶部固装有第一电磁铁机构，在与对接环相邻的收缩段顶部固装有第二电磁铁机构，第一电磁铁机构与第二电磁铁机构正对设置，第一电磁铁机构与第二电磁铁机构彼此配合用于输出同性相斥电磁力或异性相吸电磁力。
在所述扩散段的进气端洞口四周安装有四块集气板，位于洞口顶部、前端及后端的集气板与扩散段的进气端洞口均通过铰链进行连接，位于洞口底端的集气板与扩散段的进气端洞口采用固定连接方式，四块集气板处于拼合状态时构成一个完整的集气罩。
在所述实验段上方架设有一台龙门吊车，在实验段的上罩顶部安装有吊环，上罩通过龙门吊车进行吊装转运。
在所述滑轨外侧的底板上设有上罩落放导向斜板，通过上罩落放导向斜板对上罩进行落放导向，使滑板准确落放在滑轨上。
在所述上罩的前侧板和后侧板上均安装有观察窗口。
在所述实验段的出气端洞口侧的滑轨端部设置有缓冲橡胶垫。
本发明的有益效果：
本发明的开闭两用式低速回流风洞，能够快速在闭口式低速回流风洞与开口式低速回流风洞之间进行转换，转换过程中可有效降低时间和人力支出，能够大幅度降低实验准备时间。
附图说明
图1为本发明的一种开闭两用式低速回流风洞(处于闭口式状态)结构示意图；
图2为图1中I部放大图；
图3为图1中A-A剖面图；
图4为本发明的一种开闭两用式低速回流风洞(处于开口式状态)结构示意图；
图中，1—收缩段，2—实验段，3—扩散段，4—底板，5—上罩，6—支撑座，7—滑轨，8—滑板，9—压力平衡缝隙，10—插接环，11—对接环，12—第一电磁铁机构，13—第二电磁铁机构，14—集气板，15—铰链，16—龙门吊车，17—吊环，18—上罩落放导向斜板，19—观察窗口，20—缓冲橡胶垫。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1～4所示，一种开闭两用式低速回流风洞，包括收缩段1、实验段2及扩散段3，所述收缩段1、实验段2及扩散段3沿直线进行分布，收缩段1及扩散段3均固定在地面上；所述实验段2分为底板4和上罩5，底板4通过支撑座6固定在地面上；所述上罩5扣装在底板4上，上罩5与底板4处于扣合状态时构成完整的实验段2；在所述底板4上表面水平安装有两根平行的滑轨7，在所述上罩5的两条下边沿上分别设有滑板8，上罩5通过滑板8落放在滑轨7上，上罩5可沿滑轨7进行直线移动；所述实验段2的进气端与收缩段1的出气端采用插接配合方式进行连接，实验段2的出气端与扩散段3的进气端之间留有压力平衡缝隙9。
在所述实验段2的进气端洞口设置有插接环10，在所述收缩段1的出气端洞口设置有对接环11，插接环10与对接环11插装配合。
在与所述插接环10相邻的上罩5顶部固装有第一电磁铁机构12，在与对接环11相邻的收缩段1顶部固装有第二电磁铁机构13，第一电磁铁机构12与第二电磁铁机构13正对设置，第一电磁铁机构12与第二电磁铁机构13彼此配合用于输出同性相斥电磁力或异性相吸电磁力。本实施例中，电磁铁机构的电磁力按照100KG进行设定。
在所述扩散段3的进气端洞口四周安装有四块集气板14，位于洞口顶部、前端及后端的集气板14与扩散段3的进气端洞口均通过铰链15进行连接，位于洞口底端的集气板14与扩散段3的进气端洞口采用固定连接方式，四块集气板14处于拼合状态时构成一个完整的集气罩。
在所述实验段2上方架设有一台龙门吊车16，在实验段2的上罩5顶部安装有吊环17，上罩5通过龙门吊车16进行吊装转运。
在所述滑轨7外侧的底板4上设有上罩落放导向斜板18，通过上罩落放导向斜板18对上罩5进行落放导向，使滑板8准确落放在滑轨7上。
在所述上罩5的前侧板和后侧板上均安装有观察窗口19。
在所述实验段2的出气端洞口侧的滑轨7端部设置有缓冲橡胶垫20。
下面结合附图说明本发明的使用过程：
当需要将闭口式低速回流风洞快速切换到开口式低速回流风洞时，首先启动第一电磁铁机构12和第二电磁铁机构13，并使第一电磁铁机构12和第二电磁铁机构13产生同性相斥的电磁力，在电磁力的推力作用下，实验段2的上罩5会沿着滑轨7向着扩散段3移动，并使插接环10从对接环11中脱离，然后在龙门吊车16的吊钩与上罩5顶部吊环17之间连接上钢丝绳，通过龙门吊车16将实验段2的上罩5从底板4上吊离至指定存放区，最后将扩散段3的进气端洞口处的集气板14依次翻转拼合到一起，以构成完整的集气罩，此时开口式低速回流风洞转换完成。
当需要将开口式低速回流风洞速切换到闭口式低速回流风洞时，首先将扩散段3的进气端洞口处的集气板14依次外翻，进行集气罩的卸拆，然后通过龙门吊车16将实验段2的上罩5从指定存放区吊装落放回底板4上，最后启动第一电磁铁机构12和第二电磁铁机构13，并使第一电磁铁机构12和第二电磁铁机构13产生异性相吸的电磁力，在电磁力的拉力作用下，实验段2的上罩5会沿着滑轨7向着收缩段1移动，并使插接环10与对接环11接合到一起，此时闭口式低速回流风洞转换完成。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (8)

1.一种开闭两用式低速回流风洞，包括收缩段、实验段及扩散段，所述收缩段、实验段及扩散段沿直线进行分布，收缩段及扩散段均固定在地面上；其特征在于：所述实验段分为底板和上罩，底板通过支撑座固定在地面上；所述上罩扣装在底板上，上罩与底板处于扣合状态时构成完整的实验段；在所述底板上表面水平安装有两根平行的滑轨，在所述上罩的两条下边沿上分别设有滑板，上罩通过滑板落放在滑轨上，上罩可沿滑轨进行直线移动；所述实验段的进气端与收缩段的出气端采用插接配合方式进行连接，实验段的出气端与扩散段的进气端之间留有压力平衡缝隙。
2.根据权利要求1所述的一种开闭两用式低速回流风洞，其特征在于：在所述实验段的进气端洞口设置有插接环，在所述收缩段的出气端洞口设置有对接环，插接环与对接环插装配合。
3.根据权利要求1所述的一种开闭两用式低速回流风洞，其特征在于：在与所述插接环相邻的上罩顶部固装有第一电磁铁机构，在与对接环相邻的收缩段顶部固装有第二电磁铁机构，第一电磁铁机构与第二电磁铁机构正对设置，第一电磁铁机构与第二电磁铁机构彼此配合用于输出同性相斥电磁力或异性相吸电磁力。
4.根据权利要求1所述的一种开闭两用式低速回流风洞，其特征在于：在所述扩散段的进气端洞口四周安装有四块集气板，位于洞口顶部、前端及后端的集气板与扩散段的进气端洞口均通过铰链进行连接，位于洞口底端的集气板与扩散段的进气端洞口采用固定连接方式，四块集气板处于拼合状态时构成一个完整的集气罩。
5.根据权利要求1所述的一种开闭两用式低速回流风洞，其特征在于：在所述实验段上方架设有一台龙门吊车，在实验段的上罩顶部安装有吊环，上罩通过龙门吊车进行吊装转运。
6.根据权利要求1所述的一种开闭两用式低速回流风洞，其特征在于：在所述滑轨外侧的底板上设有上罩落放导向斜板，通过上罩落放导向斜板对上罩进行落放导向，使滑板准确落放在滑轨上。
7.根据权利要求1所述的一种开闭两用式低速回流风洞，其特征在于：在所述上罩的前侧板和后侧板上均安装有观察窗口。
8.根据权利要求1所述的一种开闭两用式低速回流风洞，其特征在于：在所述实验段的出气端洞口侧的滑轨端部设置有缓冲橡胶垫。
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