一种大气污染暴露动态模拟风洞装置的制作方法

1.本实用新型涉及流体力学技术领域，涉及一种大气污染暴露动态模拟风洞装置，实现对动态暴露参数精度的自动测试和控制。


背景技术：

2.风洞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，同时风洞试验也是开展气动噪声产生机理研究的重要手段，也是验证气动降噪优化设计最直接、有效的方法；现有技术中的风洞装置包括动力段、稳定段、收缩段、试验段等，风洞普遍采用现有的方法是使用高速风扇、大型风机，启动风洞工作时电能消耗巨大，从几十千瓦到几万千瓦不等，在实施时常采用电机外置的方式，通过传送带与动力段内的风扇相连接，传送带容易造成风扇转速不均匀，最终导致风洞流场不稳定；同时，电机外置容易产生大的噪声，影响环境，为此，我们提出了一种大气污染暴露动态模拟风洞装置。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种大气污染暴露动态模拟风洞装置，该装置可以同时测试两种不同的风速，实现对动态暴露参数精度的自动测试和控制。
4.为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种大气污染暴露动态模拟风洞装置，包括沿气流方向依次相连通的第一试验段、第二收缩段、第二试验段、第一扩散段、第一拐角、加热器、加湿器、第二拐角、动力段、第二扩散段、第三拐角、第一回流段、第四拐角、稳定段、第一收缩段，所述稳定段内设有蜂窝器和若干层阻尼网，所述动力段包括动力段前段和动力段后段。
5.优选地，所述稳定段内沿气流方向依次设有蜂窝器和至少一层阻尼网，所述阻尼网由不锈钢丝编织而成；所述蜂窝器由复数蜂窝格子组成，所述蜂窝格子的截面形状选自圆形、矩形、六边形中的一种，所述稳定段经常维护的地方设置检修孔。
6.优选地，所述第一收缩段和第二收缩段采用修正后双五次曲线。
7.优选地，所述第一试验段和第二试验段上前后设有透明门窗，所述透明门窗选用呈台阶形状的有机钢化玻璃。
8.优选地，所述第一扩散段位于所述第二试验段与所述第一拐角之间，所述第二扩散段位于所述动力段与所述第三拐角之间。
9.优选地，所述动力段包括动力段前段和动力段后段，所述动力段与第二扩散段水平方向设置，所述稳定段、第一收缩段、第一试验段、第二收缩段、第二试验段，以及第一扩散段均水平方向设置，所述第一回流段、加热器和加湿器均竖直方向设置。
10.优选地，所述第一试验段内和第二试验段内均设有用于测试和采集流场指标的设
备。
11.本实用新型的有益效果是：
12.(1)本实用新型配置两个闭口试验段，可以根据需要同时进行多种试验研究。
13.(2)本实用新型具有可视性极好的透明工作段，便于研究者观察试验的进程。并且该装置的收缩段曲线进行边界层修正，并且采用专用气动优化工具进行优化，确保流场品质优良，气动噪声。
附图说明
14.图1是本实用新型的正视示意图；
15.附图标记：1、第一试验段，2、第二收缩段，3、第二试验段，4、第一扩散段，5、第一拐角，6、加热器，7、加湿器，8、第二拐角，9、动力段，91、动力段前段，92、动力段后段，10、第二扩散段，11、第三拐角，12、第一回流段，13、第四拐角，14、稳定段，141、蜂窝器，142、阻尼网，15、第一收缩段。
具体实施方式
16.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。
17.如图1所示，本实用新型所揭示的一种大气污染暴露动态模拟风洞装置，洞体结构包括沿气流方向依次相连通的第一试验段1、第二收缩段2、第二试验段3、第一扩散段4、第一拐角5、加热器6、加湿器7、第二拐角8、动力段9、动力段前段91、动力段后段92、第二扩散段10、第三拐角11、第一回流段12、第四拐角13、稳定段14、蜂窝器141、阻尼网142、第一收缩段15。
18.一种大气污染暴露动态模拟风洞装置，包括沿气流方向依次相连通的第一试验段、第二收缩段、第二试验段、第一扩散段、第一拐角、加热器、加湿器、第二拐角、动力段、第二扩散段、第三拐角、第一回流段、第四拐角、稳定段、第一收缩段，所述稳定段内设有蜂窝器和若干层阻尼网，所述动力段包括动力段前段和动力段后段。
19.具体地工作原理是：动力段9与第二扩散段10水平方向设置，稳定段14、第一收缩段15、第一试验段1、第二收缩段2、第二试验段3，以及第一扩散段4均水平方向设置，第一回流段12、加热器6和加湿器7均竖直方向设置。稳定段14是一段等直径管道，下游与第一收缩段15相连接。稳流段14内安装有蜂窝器141和若干层阻尼网142等整流设备，气流在经过蜂窝器141和阻尼网142后逐渐稳定下来并衰减残存的小旋涡，使气流保持均匀稳定。第一收缩段15和第二收缩段2是一段收缩管道，使气流得以均匀加速，气流沿第一收缩段15和第二收缩段2流动时，在洞壁上不出现分离。第一收缩段15和第二收缩段2出口的气流要求均匀、平直而且稳定，因此第一收缩段15和第二收缩段2不宜过长，适宜的收缩段长度，可以减少风洞建设的成本，减少能量的损失。第一试验段1和第二试验段3设有前后透明门窗，所述透明门窗由透明玻璃制成，便于观察和更换测试品。第一扩散段4和第二扩散段10是一段扩散管道，使气流得以均匀的扩散出去。进一步地，动力段9包括动力段前段91和动力段后段92，两者形成一气流通道，动力段9输出的气流也相对均匀。动力段9安装在机器的尾部，里面安装了风机，是风洞的动力源，不断为风洞中的气流补充能量，以保证气流以一定的速度恒定
地在风洞中流动。
20.如图1所示，与现有技术相比，本实用新型的风洞本体包括两个试验段，即第一试验段1和第二试验段3，每个试验段内的环境不同，如风速不同，可以根据需要同时进行多种试验研究。具体地，第一试验段1和第二试验段3内均设有用于测试和采集流场指标的设备，设备可选自气压传感器、温度传感器、皮托管中的一种，当然，也可以根据实际需要选择其他可以测试和采集流场指标的设备。第一试验段1和第二试验段3上还设有观察窗(图未示)。进一步地，第二试验段3用于低速至高速的试验，第一试验段1用于低速的试验，其中，第二试验段3的风速范围为0～60m/s，第一试验段1的风速范围为0～25m/s。第一试验段1和第二试验段3的截面积之比为1:3左右，具体实施时，以第一试验段1和第二试验段3的尺寸之比为1:3为最佳。
21.如图1所示，稳定段14内沿气流方向依次设有蜂窝器141和若干层阻尼网142，其中，蜂窝器141用于导向和分割气流大漩涡，有利于加快旋涡的衰减。蜂窝器141上的蜂窝格子的截面形状可选自圆形、矩形、六边
22.形中的一种，当然，也可以选择其他的形状。具体实施时，以蜂窝格子的截面形状为正六边形最佳。
23.如图1所示，动力段9采用高性能低噪声轴流风扇，具有效率高、风速均匀等特点，主要有动力段前段91和动力段后段92。
24.如图1所示，第一扩散段4和第二扩散段10的主要功能是将气流的动能恢复为压力能，减少气流在扩散段下游各段的能量损失。
25.如图1所示，第一收缩段15和第二收缩段2是一段收缩管道，使气流得以均匀加速，使其分别满足第一试验段1和第二试验段3的流速要求。收缩段出口的气流要求均匀、平直而且稳定，因此收缩段不宜过长，适宜的收缩段长度，可以减少风洞建设的成本，减少能量的损失。而且第一收缩段15和第二收缩段2采用修正后双五次曲线，保证流场技术品质优良。
26.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
27.应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。