CN205642795U - 叶片空气流场测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种叶片空气流场测试装置。该测试装置包括烟雾输出设备和摄像设备，摄像设备用于拍摄烟雾输出设备输出的烟雾在叶片表面的流动图像；其中，摄像设备固定在叶片上；烟雾输出设备包括第一烟雾输出机构；第一烟雾输出机构固定设置在叶片沿转动方向上的前缘处，由第一烟雾输出机构排出的烟雾可沿叶片的压力面和吸力面中的至少一个流动。本实用新型利用设置在叶片前缘的前方并固定于叶片上的第一烟雾输出机构，随叶片同步运动，可以利用生成的烟雾动态地观察在静止或者转动状态下的由叶片前缘处流过叶片表面的空气流场的状况，并通过摄像设备拍摄烟雾输出设备生成的烟雾在叶片表面的流动图像，操作方便，能实现连续的空气流场检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电领域，尤其涉及一种叶片空气流场测试装置。
背景技术
为了改善风力发电机组的叶片的空气动力学性能，需要对叶片进行空气流场测试。现有技术中的空气流场测试系统通常采用在叶片表面设置油膜的方式以观察叶片表面的空气流场。
在叶片表面设置油膜的方式具体为，在叶片表面铺设一层薄的油膜，然后使叶片转动，油膜会在气流的作用下成型为特定形状，通过观察油膜的成型形状能够反映叶片表面的空气流场变化。
申请人发现上述现有技术中存在以下问题：
在叶片表面设置油膜的方式不能进行空气流场的连续检测，不能反映叶片周围的空气流场的动态变化；并且每次设置油膜需要先停止运行风力发电机组，涂设油膜，然后再启动风力发电机组，操作不方便。
实用新型内容
本实用新型的实施例提供一种叶片空气流场测试装置，以解决运动的叶片的空气流场的动态测试的问题。
为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
一种叶片空气流场测试装置，所述测试装置包括烟雾输出设备和摄像设备；所述摄像设备用于拍摄所述烟雾输出设备输出的烟雾在叶片表面的流动图像，其中，所述摄像设备固定在所述叶片上；所述烟雾输出设备包括第一烟雾输出机构；所述第一烟雾输出机构固定设置在所述叶片沿转动方向上的前缘处，由所述第一烟雾输出机构排出的烟雾可沿所述叶片的压力面和吸力面中的至少一个流动。
优选地，在前述的叶片空气流场测试装置中，所述第一烟雾输出机构包括连接支架及烟雾输出部件，所述连接支架连接所述叶片的前缘，所述烟雾输出部件设置在所述连接支架上，且与所述前缘间隔预设距离。
优选地，在前述的叶片空气流场测试装置中，所述烟雾输出部件为多个；在所述前缘的合模线的切面上，多个所述烟雾输出部件朝所述切面的投影分别位于所述合模线的两侧。
优选地，在前述的叶片空气流场测试装置中，所述烟雾输出设备还包括设置在所述叶片内的表面上的至少一个出口。
优选地，在前述的叶片空气流场测试装置中，所述出口和所述摄像设备设置在所述叶片的压力面和吸力面中的至少一个上。
优选地，在前述的叶片空气流场测试装置中，所述出口为多个；多个所述出口在所述叶片的长度方向上与叶尖的距离均不相同，并且/或者，多个所述出口在所述叶片的宽度方向上与所述叶片的前缘的距离均不相同。
优选地，在前述的叶片空气流场测试装置中，多个所述出口在所述叶片的长度方向上与叶尖的距离及在所述叶片的宽度方向上与所述叶片的前缘的距离依次减小。
优选地，在前述的叶片空气流场测试装置中，所述烟雾输出设备还包括第二烟雾输出机构，沿所述叶片的转动轴线方向，所述第二烟雾输出机构设置在所述叶片的前方。
优选地，在前述的叶片空气流场测试装置中，所述测试装置还包括用于照射流动烟雾的光照设备，所述光照设备安装在所述叶片、所述烟雾输出设备中的至少一个上。
优选地，在前述的叶片空气流场测试装置中，所述光照设备为激光发生器。
本实用新型实施例提供的叶片空气流场测试装置，利用设置在叶片前缘的前方并固定于叶片上的第一烟雾输出机构，随叶片同步运动，可以利用生成的烟雾动态地观察在静止或者转动状态下的由叶片前缘处流过叶片表面的空气流场的状况，并通过摄像设备拍摄烟雾输出设备生成的烟雾在叶片表面的流动图像，从而为后续进一步的对由叶片前缘流过叶片表面的空气流场进行分析提供更准确的数据，可以充分模拟各种工况下由叶片前缘流过叶片表面的空气流场，操作方便，能实现动态、连续的空气流场检测。
在此基础上，第一烟雾输出机构包括沿叶片的转动方向设置在叶片的前缘的前方的多个烟雾输出部件，可以分别对由前缘流经压力面和吸力面的气流情况进行检测。
在此基础上，通过设置在叶片表面设置至少一个出口，可以检测叶片表面上至少一个位置处形成的空气流场，可以对每个位置的空气流场进行连续、动态的精确测试。
在此基础上，出口可以设置在压力面和吸力面上，可以对压力面和吸力面上的任一位置处的空气流场进行测试。
在此基础上，多个出口在叶片的长度方向上距离叶尖的距离均不相同。将多个出口沿叶片的长度方向上错开设置，可以避免出口的烟雾轨迹相互干扰，以更好的观察每个位置的空气流场情况。
在此基础上，多个出口在叶片的宽度方向上距离叶片的前缘的距离也均不相同。可以检测叶片表面的宽度方向上的不同位置的空气流场情况。
在此基础上，通过设置沿叶片的转动轴线方向位于叶片的前方的第二烟雾输出设备，可以对叶片沿轴线的转动对空气流场的影响进行测试。
在此基础上，通过设置用于照射流动烟雾的光照设备，可以使摄像设备获得更为清晰的烟雾在叶片表面的流动图像。
本实用新型提供的风力发电机组空气流场测试系统，可以对叶轮中的至少一个叶片乃至整个叶轮的空气流场进行测试，操作方便，能实现动态、连续的风力发电机组的空气流场检测。
附图说明
图1为实施例一的叶片空气流场测试装置的结构示意图；
图2为叶片空气流场测试装置的使用状态参考图；
图3是实施例一的风力发电机组空气流场测试装置在风力发电机组上的应用示意图；
附图标号说明：
1、叶片；2、摄像设备；3、第一烟雾输出机构；4、出口；5、第二烟雾输出机构；10、叶轮；11、吸力面；12、压力面；13、前缘；31、烟雾输出部件；32、连接支架；R、叶片的转动方向；Ax、叶片的转动轴线方向。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施方式的叶片空气流场测试装置及风力发电机组空气流场测试系统进行详细描述。
实施例一
图1是实施例一的叶片空气流场测试装置的结构示意图。
本实用新型实施例一的叶片空气流场测试装置，包括烟雾输出设备和摄像设备2，摄像设备2用于拍摄烟雾输出设备输出的烟雾在叶片1表面的流动图像；其中，摄像设备2固定在叶片1上；烟雾输出设备包括第一烟雾输出机构3；第一烟雾输出机构3固定设置在叶片1沿转动方向R上的前缘13处，由第一烟雾输出机构3排出的烟雾可沿叶片1的压力面12和吸力面11中的至少一个流动。
本实用新型实施例提供的叶片空气流场测试装置，利用设置在叶片1的前缘13的前方并固定于叶片1上的第一烟雾输出机构3，随叶片1同步运动，可以利用生成的烟雾动态地观察在静止或者转动状态下的由叶片1的前缘13处流过叶片1表面的空气流场的状况，并通过摄像设备2拍摄烟雾输出设备生成的烟雾在叶片1表面的流动图像，从而为后续进一步的对由叶片1的前缘13流过叶片1表面的空气流场进行分析提供更准确的数据，可以充分模拟各种工况下由叶片1的前缘13流过叶片1表面的空气流场，操作方便，能实现动态、连续的空气流场检测。
在此基础上，第一烟雾输出机构3包括连接支架32及烟雾输出部件31，连接支架32连接叶片1的前缘13，烟雾输出部件31设置在连接支架32上，且与叶片1的前缘13间隔预设距离。
如图2中所示，由多个烟雾输出部件31排出的烟雾沿叶片1的吸力面11和压力面12中的至少一个流动。通过这样设置可以分别对由前缘13流经压力面12和吸力面11的气流情况进行测试。
在此基础上，多个烟雾输出部件31通过连接支架32安装在叶片1的前缘13的叶片转动方向R上的前方。连接支架32用以在叶片1前缘13的前方固定多个烟雾输出部件31。多个烟雾输出部件31的用于生成或者存储烟雾的烟雾单元可以安装在叶片1的外部；烟雾单元也可以安装在叶片1的内部，并通过管路与烟雾输出部件31相连接。可选地，连接支架32具有管路的结构，连接烟雾输出部件31和叶片1内部的烟雾单元，多个烟雾输出部件31可以共用一条管路与烟雾弹元连接，也可分别通过管路与烟雾弹元连接。
具体地如图1中所示，第一烟雾输出机构3包括至少两个烟雾输出部件31，例如可采用4个、5个或者更多烟雾输出部件31；多个烟雾输出部件31在叶片1的前缘13的前方沿与合模线延伸方向交叉的方向沿连接支架32排列，例如沿与合模线垂直的方向排列，但排列的方向不限于与合模线垂直的方向，排列方向与合模线的夹角也可以是其他角度；进一步的，一列烟雾输出部件的排列方式并不限于沿直线排列，还可以为沿曲线排列；还可以布置一列或者至少两列烟雾输出部件31，例如三列或者四列。在叶片1的前缘13的合模线的切面上，多个烟雾输出部件31朝该切面的投影分别位于合模线的两侧。通过这样设置，多个烟雾输出部件31排出的烟雾能够沿叶片1的吸力面11和压力面12流动。
可选地，烟雾输出设备还包括设置在叶片1表面上的至少一个出口4。可选地，与该出口4连通的烟雾单元安装在叶片1的内部。
通过设置在叶片1表面设置至少一个出口4，可以测试叶片1表面上至少一个位置处形成的空气流场，可以对每个位置的空气流场进行连续、动态的精确测试。
可选地，摄像设备2和出口4设置在叶片1的吸力面11和压力面12中的至少一个上。可选地，在吸力面11和压力面12上均设有摄像设备2和出口4，以对吸力面11和压力面12上的空气流场进行观察。在每个吸力面11和压力面12上可分别设置一个或者多个摄像设备2，以更好的观察叶片的空气流场。
可选地，如图1中所示，出口4为多个，如图1中所示，吸力面11上设有4个出口4。多个出口4在叶片1的长度方向上距离叶尖的距离均不相同。将多个出口4沿叶片1的长度方向上错开设置，可以避免出口4的烟雾轨迹相互干扰，如图2中所示，以更好的观察每个出口4的空气流场情况。
可选地，多个出口4在叶片1的宽度方向上距离叶片1的前缘13的距离也均不相同。这样可以测试叶片1表面的宽度方向上的不同位置的空气流场情况。
可选地，多个出口4在叶片1的长度方向上与叶尖的距离及在叶片1的宽度方向上与叶片1的前缘13的距离依次减小。
可选地，烟雾输出设备还包括第二烟雾输出机构5，沿叶片的转动轴线方向Ax(如图3中所示)，第二烟雾输出机构5设置在叶片1的前方。具体的，第二烟雾输出机构5可以设置在风力发电机组的底座或者塔筒上，不随叶片1转动。第二烟雾输出机构5产生的烟雾可以对叶片1的转动对风力发电机组的空气流场的影响进行测试。
可选地，第二烟雾输出机构5相对于底座或者塔筒的位置可调节。这样可以测试叶片1的转动对叶片1前方不同位置的空气流场的影响。
可选地，测试装置还包括用于照射流动烟雾的光照设备(图中未示出)，通过设置光照设备，可以使摄像设备2获得更为清晰、对比度更加分明的烟雾流动状态图像，进而为后续的分析提供更为准确的分析数据。可选地，光照设备为激光发生器，但不限于激光发生器，任何能增强流动烟雾的显示效果的光照设备均在本实施例的限制内。光照设备可以固定在叶片1和烟雾输出设备中的至少一个上；当光照设备设置在烟雾输出设备上时，可以将光照设备设置在第一烟雾输出机构3上、第二烟雾输出机构5上和出口4附近位置中的至少一个位置。
图3中示出了实施例一的叶片空气流场测试装置在风力发电机组中的应用方式。风力发电机组具有叶轮10，叶轮10包括多个叶片1，可选地，在至少一个叶片1上设有第一烟雾输出机构3和摄像设备2。这样可以对叶轮10上的该叶片1的空气流场进行测试。具体效果参见实施例一。
可选地，在上述叶片1中还进一步设有出口4和第二烟雾输出机构5。
可选地，沿叶片的转动轴线Ax方向，在风力发电机组的叶轮10的前方设有至少一个第二烟雾输出机构5。第二烟雾输出机构5可以对叶轮10转动对叶轮10前方的空气流场的影响进行测试。
本实用新型实施例提供的叶片空气流场测试装置，利用设置在叶片前缘的前方并固定于叶片上的第一烟雾输出机构，随叶片同步运动，可以利用生成的烟雾动态地观察在静止或者转动状态下的由叶片前缘处流过叶片表面的空气流场的状况，并通过摄像设备拍摄烟雾输出设备生成的烟雾在叶片表面的流动图像，从而为后续进一步的对由叶片前缘流过叶片表面的空气流场进行分析提供更准确的数据，可以充分模拟各种工况下由叶片前缘流过叶片表面的空气流场，操作方便，能实现动态、连续的空气流场检测。
在此基础上，第一烟雾输出机构包括沿叶片的转动方向设置在叶片的前缘的前方的烟雾输出部件，可以分别对由前缘流经压力面和吸力面的气流情况进行检测。
在此基础上，通过设置在叶片表面设置至少一个出口，可以检测叶片表面上至少一个位置处形成的空气流场，可以对每个位置的空气流场进行连续、动态的精确测试。
在此基础上，出口可以设置在压力面和吸力面上，可以对压力面和吸力面上的任一位置处的空气流场进行测试。
在此基础上，多个出口在叶片的长度方向上距离叶尖的距离均不相同。将多个出口沿叶片的长度方向上错开设置，可以避免出口的烟雾轨迹相互干扰，以更好的观察每个位置的空气流场情况。
在此基础上，多个出口在叶片的宽度方向上距离叶片的前缘的距离也均不相同。可以检测叶片表面的宽度方向上的不同位置的空气流场情况。
在此基础上，通过设置位于叶片的前方的第二烟雾输出设备，可以对叶片沿轴线的转动对空气流场的影响进行测试。
在此基础上，通过设置用于照射流动烟雾的光照设备，可以使摄像设备获得更为清晰的烟雾在叶片表面的流动图像。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种叶片空气流场测试装置，其特征在于：所述测试装置包括烟雾输出设备和摄像设备(2)；所述摄像设备(2)用于拍摄所述烟雾输出设备输出的烟雾在叶片(1)表面的流动图像，其中，
所述摄像设备(2)固定在所述叶片(1)上；
所述烟雾输出设备包括第一烟雾输出机构(3)；
所述第一烟雾输出机构(3)固定设置在所述叶片(1)沿转动方向(R)上的前缘(13)处，由所述第一烟雾输出机构(3)排出的烟雾可沿所述叶片的压力面(12)和吸力面(11)中的至少一个流动。
2.根据权利要求1所述的叶片空气流场测试装置，其特征在于，所述第一烟雾输出机构(3)包括连接支架(32)及烟雾输出部件(31)，所述连接支架(32)连接所述叶片(1)的前缘(13)，所述烟雾输出部件(31)设置在所述连接支架(32)上，且与所述前缘(13)间隔预设距离。
3.根据权利要求2所述的叶片空气流场测试装置，其特征在于，所述烟雾输出部件(31)为多个；在所述前缘(13)的合模线的切面上，多个所述烟雾输出部件(31)朝所述切面的投影分别位于所述合模线的两侧。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的叶片空气流场测试装置，其特征在于，所述烟雾输出设备还包括设置在所述叶片(1)表面上的至少一个出口(4)。
5.根据权利要求4所述的叶片空气流场测试装置，其特征在于，所述出口(4)和所述摄像设备(2)设置在所述叶片(1)的压力面(12)和吸力面(11)中的至少一个上。
6.根据权利要求5所述的叶片空气流场测试装置，其特征在于，所述出口(4)为多个；多个所述出口(4)在所述叶片(1)的长度方向上与叶尖的距离均不相同；并且/或者，多个所述出口(4)在所述叶片(1)的宽度方向上与所述叶片(1)的前缘(13)的距离均不相同。
7.根据权利要求6所述的叶片空气流场测试装置，其特征在于，多个所述出口(4)在所述叶片(1)的长度方向上与所述叶尖的距离及在所述叶片(1)的宽度方向上与所述叶片(1)的前缘(13)的距离依次减小。
8.根据权利要求1所述的叶片空气流场测试装置，其特征在于，所述烟雾输出设备还包括第二烟雾输出机构(5)，沿所述叶片(1)的转动轴线方向(Ax)，所述第二烟雾输出机构(5)设置在所述叶片(1)的前方。
9.根据权利要求1所述的叶片空气流场测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括用于照射流动烟雾的光照设备，所述光照设备安装在所述叶片(1)和所述烟雾输出设备中的至少一个上。
10.根据权利要求9所述的叶片空气流场测试装置，其特征在于，所述光照设备为激光发生器。
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