CN207946211U - 一种声学风洞装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种声学风洞装置，包括沿气流进出方向依次分布的稳定段、收缩段、扩散段和动力段，所述收缩段具有喷口，所述收缩段的喷口和扩散段之间形成试验段，风洞装置内设置至少一个消声器，且收缩段的喷口和扩散段的前段置于一消声室内。本实用新型可降低外界噪声对试验的影响，提高系统的测量精度，保证试验结果的可靠性。

Description

一种声学风洞装置

技术领域

本实用新型涉及一种声学风洞装置，尤其是涉及一种直流低噪声声学风洞装置。

背景技术

风洞(wind tunnel)，是能人工产生和控制气流，以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具。风洞实验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分。它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用，随着工业空气动力学的发展，在航海、交通运输、房屋建筑、风能利用等领域更是不可或缺的。

传统的声学风洞是根据空气动力学风洞改进而得来的，用于气动声学试验的特殊风洞设施，其关键技术问题是如何降低风洞试验段的背景噪声。且随着技术进步，现有风洞布置已无法满足对风扇低频噪声的动态降噪量大于50dB的要求，或是造价和运行成本高，丧失了直流式风洞的意义，无法满足现在低噪声声学风洞的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种声学风洞装置，降低外界噪声对试验的影响，以提高装置的测量精度。

为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种声学风洞装置，包括沿气流进出方向依次分布的稳定段、收缩段、扩散段和动力段，所述收缩段具有喷口，所述收缩段的喷口和扩散段之间形成试验段，其特征在于，所述风洞装置内设置至少一个消声器，且所述收缩段的喷口和扩散段的前段置于一消声室内。

优选地，所述稳定段的上游设置有进气消声器。

优选地，所述扩散段和动力段之间设置有风扇消声器。

优选地，所述动力段的下游设置有排气消声器。

优选地，所述进气消声器、风扇消声器和排气消声器内均设置有消音片。

优选地，所述装置还包括位于收缩段和扩散段之间的收集器，所述收集器也位于所述消声室内。

优选地，所述收集器的内表面贴附纤维消声层。

优选地，所述消声室上设置有至少两个可开闭的压力平衡孔。

优选地，所述收缩段包括曲线部分和平直部分，所述曲线部分的截面呈双三次曲线分布，且所述曲线部分的入口和平直部分的出口的截面积之比为3:1。

优选地，所述收集器的入口段侧壁开度和压力平衡孔的开度均可调，所述收集器的入口段侧壁开度的可调范围为±0.3m。

本实用新型的有益效果是：通过在风洞的相应位置设置多个消声器，并结合消音室结构，以降低外界噪声对试验的影响，提高系统的测量精度，保证试验结果的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

附图标记：

1、进气消声器，11、消音片，2、稳定段，21、蜂窝器，22、阻尼网，3、收缩段，31、喷口，4、收集器，5、扩散段，51、前段，6、风扇消声器，7、动力段，8、排气消声器，9、消音室。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

本实用新型所揭示的一种声学风洞装置，通过在风洞的相应位置增设消音设施，以降低外界噪声对试验的影响，提高系统的测量精度，保证试验结果的可靠性。

如图1所示，本实用新型实施例所揭示的一种声学风洞装置，采用直流吸气式结构布局，其包括沿气流进出方向依次分布的进气消声器1、稳定段2、收缩段3、收集器4、扩散段5、消音室9、风扇消声器6、动力段7和排气消声器8，其中，进气消声器1设置在稳定段2的上游，用于降低风洞入口处的噪音。进气消声器1内设置有消音片11，进气消声器1的消声量根据动力段7的风扇噪声和环境噪声确定的，本实施例中，进气消声器1的消声量不低于60dBA。

稳定段2内设置有靠近风洞进气口(也就是进气消声器出口)的蜂窝器21和至少一层阻尼网22等整流装置，使得气体更加均匀，来提高气流品质。

收缩段3包括沿气流进出方向分布的曲线部分和平直部分，其中曲线部分沿气流方向的横截面逐渐缩小。本实施例中，曲线部分的截面呈双三次曲线结构，且曲线部分的入口和平直部分的出口的截面积之比(即收缩比)为3:1，这样可以保证气流在沿收缩段加速时，洞壁不产生分离，保证气流均匀、平行和稳定。

收缩段3的出口即其气流喷口31，收集器4位于收缩段的喷口31的下游，用于将收缩段喷口31喷出的气体收集起来。且收缩段3的喷口和收集器4之间形成试验段(图未示)。

本实施例中，收集器4整体呈长方体结构，其入出口的截面积均为0.7m×0.4m左右，长度0.5m左右。另外，优选地，收集器4入口端(即靠近收缩段3的一端)侧壁开度可调，可调范围为±0.3m，本实施例中，收集器4开度调节采用手动机构，当然自动调节机构也适用本申请。

更优选地，收集器4的内表面贴敷细、长、软的纤维材料消声层(图未示)，如细软羊毛材料，起消声作用。

扩散段5是动能与压力能的转化场所，用于减少气流在扩散段5下流损失的保证。

为了更进一步地增强消音效果，本申请实施例将收缩段的喷口31、收集器4和扩散段的前段51置于消声室内，主要是为了降低外界噪声对试验的影响，提高系统的测量精度，保证试验结果的可靠性。消声室的内表面上设置有一些消音设施，如消音棉等。优选地，消声室9上还开设有至少一个压力平衡孔(图未示)，本实施例中，压力平衡孔的面积大小为0.3m×0.3m左右。且这个压力平衡孔设计为可开闭的：在常规运行状况下，压力平衡孔是关闭的，这时消声室内压力比大气压力低。本装置在调试过程中，压力平衡孔可能会有适当开度，因此消声室9的压力平衡孔应设计为一个类似于风门之类的可调节开度的机构，这个开度调节机构可采用手动机构，当然自动调节机构也适用本申请。

风扇消声器6设置在扩散段5和动力段7之间，主要是为了降低动力段7的噪声对试验段9的影响，与进气消声器1消声结构类似，风扇消声器6内也设置有消音片61，且风扇消声器6的消声量也同样是根据动力段的风扇噪声和环境噪声确定的，本实施例中，风扇消声器6的消声量不低于60dBA。

动力段7用于提供试验段所需的风速条件，本实施例中，动力段7包括沿气流方向依次分布的前过渡段71、风扇72和后过渡段73，其中，前过渡段71和后过渡段73分别分布在风扇72的上、下游。本实施例中，风扇72采用变频低噪声轴流风扇，功率约为6kw左右，风扇72噪声不应超过70dBA，风扇72直径0.6m左右；过渡段71和过渡段73的设计，是为了保证试验段稳定的气动性能所设计的辅助结构，过渡段的具体设计参数是根据风扇接口尺寸来确定的，本申请对此不做限定。

排气消声器8安装在动力段7的下游，用于减少排气噪声，且是为了减少排气损失，将气流的速度将至最低，将动能尽量多的转化为接近外界大气压的压力能，保证排气压力损失最小。与进气消声器1和风扇消声6消声器结构类似，排气消声器8内也设置有消音片81，且排气消声器8的消声量也同样是根据动力段7的风扇噪声和环境噪声确定的，本实施例中，排气消声器8的消声量不低于40dBA。本实施例中，进气消声器8、风扇消声器6和排气消声器8这三个消声器压力总损失应小于100pa。

本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种声学风洞装置，包括沿气流进出方向依次分布的稳定段、收缩段、扩散段和动力段，所述收缩段具有喷口，所述收缩段的喷口和扩散段之间形成试验段，其特征在于，所述风洞装置内设置至少一个消声器，且所述收缩段的喷口和扩散段的前段置于一消声室内。

2.根据权利要求1所述的声学风洞装置，其特征在于，所述稳定段的上游设置有进气消声器。

3.根据权利要求2所述的声学风洞装置，其特征在于，所述扩散段和动力段之间设置有风扇消声器。

4.根据权利要求3所述的声学风洞装置，其特征在于，所述动力段的下游设置有排气消声器。

5.根据权利要求4所述的声学风洞装置，其特征在于，所述进气消声器、风扇消声器和排气消声器内均设置有消音片。

6.根据权利要求1所述的声学风洞装置，其特征在于，所述装置还包括位于收缩段和扩散段之间的收集器，所述收集器也位于所述消声室内。

7.根据权利要求6所述的声学风洞装置，其特征在于，所述收集器的内表面贴附纤维消声层。

8.根据权利要求6所述的声学风洞装置，其特征在于，所述消声室上设置有至少两个可开闭的压力平衡孔。

9.根据权利要求1所述的声学风洞装置，其特征在于，所述收缩段包括曲线部分和平直部分，所述曲线部分的截面呈双三次曲线结构，且所述曲线部分的入口和平直部分的出口的截面积之比为3:1。

10.根据权利要求6所述的声学风洞装置，其特征在于，所述收集器的入口段侧壁开度和压力平衡孔的开度均可调，所述收集器的入口段侧壁开度的可调范围为±0.3m。