用于测量风阻系数的辅助结构和风阻系数测量设备的制作方法

本实用新型涉及测试技术领域，具体而言，涉及一种用于测量风阻系数的辅助结构和风阻系数测量设备。

背景技术：

在进行空调器的流体仿真计算中，通常把换热器当做多孔介质处理。粘性阻力系数和惯性阻力系数(以下简称风阻系数)是多孔介质的重要参数，决定了流体仿真计算的准确性。换热器的风阻系数可以采用风量测试设备测量气流流经换热器后的静压值，然后通过计算得到。

现有技术中，将待测样品置于风量测试设备的静压箱入口并密封待测样品与静压箱入口之间的间隙。风量测试设备中的引风机抽风，使气流从静压箱外部经待测样品向静压箱内部流动。测量装置安装在待测样品的背风侧，并且紧靠待测样品，测量待测样品背风侧的静压力。由于待测样品的过流截面积小于静压箱内部的横截面积，气流流经待测样品后流线会发生突变。测量装置的测量位置与待测样品之间的距离过小，在测量位置通过待测样品的气流运动紊乱，还没有达到充分发展阶段，测量精度较低。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种用于测量风阻系数的辅助结构和风阻系数测量设备，以解决现有技术中测量位置与待测样品距离过小，测量精度低的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于测量风阻系数的辅助结构，辅助结构包括：延长管道，延长管道的一端与第一测试装置密封连接，待测样品与延长管道的另一端密封连接；测量安装孔，设置在延长管道的管壁上，测量安装孔用于安装第二测试装置，测量安装孔位于延长管道的远离待测样品的一端。

进一步地，延长管道的横截面积为S，延长管道的长度为L，其中，

进一步地，延长管道的横截面积为S，测量安装孔的轴线和延长管道的与待测样品连接的一端之间的距离为L1，其中，

进一步地，延长管道的横截面为矩形或者正方形。

进一步地，测量安装孔为多个，多个测量安装孔沿延长管道的周向间隔设置。

进一步地，辅助结构还包括用于提高延长管道强度的加强结构，加强结构与延长管道相连接。

进一步地，加强结构包括设置在延长管道的外壁上的第一加强筋。

进一步地，第一加强筋为多个，多个第一加强筋沿延长管道的轴向或者周向间隔设置。

进一步地，第一加强筋为与延长管道的管壁连接的翻边，翻边与延长管道为一体成型结构。

进一步地，延长管道包括依次连接的至少两个管段，各管段的边沿处均连接有翻边，相邻两个管段通过翻边连接。

进一步地，辅助结构还包括设置在延长管道和第一测试装置之间的缩径管道，延长管道通过缩径管道与第一测试装置密封连接，缩径管道的横截面积从与延长管道连接的一端至与第一测试装置连接的一端逐渐减小。

进一步地，缩径管道的内壁面与延长管道的中心线之间具有夹角θ，其中，30°≤θ≤38°。

进一步地，辅助结构还包括与延长管道的远离第一测试装置的一端连接的密封板，密封板上设有用于安装待测样品的样品安装孔，样品安装孔的孔截面与待测样品的测量截面相适配，待测样品通过密封板与延长管道密封连接。

进一步地，密封板为多个，多个密封板的样品安装孔的孔截面相差别，延长管道选择性地与多个密封板中的一个连接。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种风阻系数测量设备，包括第一测试装置和与第一测试装置连接的辅助结构，辅助结构为前述的辅助结构。

应用本实用新型的技术方案，辅助结构包括延长管道，延长管道的一端与第一测试装置密封连接，待测样品与延长管道的另一端密封连接，在待测样品和第一测试装置之间可以形成密封的气流流通通道。用于安装第二测试装置的测量安装孔位于延长管道的远离待测样品的一端的管壁上，第二测试装置能够伸入延长管道内测量延长管道中远离待测样品的一端的压力。这样，气流流经待测样品后经过较大的距离才到达第二测试装置的测量位置，气流能够充分发展，从而提高风阻系数的测量精度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的辅助结构的实施例的立体结构示意图(透视图)；

图2示出了图1的辅助结构的A处局部放大图；

图3示出了图1的辅助结构的主视图；以及

图4示出了图1的辅助结构的左视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、延长管道；11、管段；12、翻边；20、测量安装孔；30、加强结构；31、第一加强筋；40、缩径管道；50、密封板；51、样品安装孔；60、第二加强筋。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型及本实用新型的实施例中，为了解决现有技术中测量位置与待测样品距离过小的问题，提供了一种用于测量风阻系数的辅助结构和风阻系数测量设备，下面进行具体说明：

在本实用新型及本实用新型的实施例中，风阻系数测量设备用于换热器或者多孔介质的粘性阻力系数和/或惯性阻力系数等的测量。

在本实用新型及本实用新型的实施例中，风阻系数测量设备包括第一测试装置和与第一测试装置连接的辅助结构。

如图1所示，本实用新型的实施例中，辅助结构包括延长管道10和测量安装孔20。延长管道10的一端与第一测试装置密封连接，待测样品与延长管道10的另一端密封连接。测量安装孔20设置在延长管道10的管壁上，测量安装孔20用于安装第二测试装置，测量安装孔20位于延长管道10的远离待测样品的一端。

上述设置中，辅助结构包括延长管道10，延长管道10的一端与第一测试装置密封连接，待测样品与延长管道10的另一端密封连接，在待测样品和第一测试装置之间可以形成密封的气流流通通道。用于安装第二测试装置的测量安装孔20位于延长管道10的远离待测样品的一端的管壁上，第二测试装置能够伸入延长管道10内测量延长管道10中远离待测样品的一端的压力。这样，气流流经待测样品后经过较大的距离才到达第二测试装置的测量位置，到达测量位置时气流能够充分发展，避免气流运动紊乱对测量结果的影响，从而提高测量精度，使气流通过待测样品前后的压差测试准确，实现风阻系数的准确测量。

可选地，第一测试装置为现有技术中的风量测试设备，风量测试设备包括用于控制风量或者气流流速的抽风机和与抽风机连通的静压箱。其中，静压箱的入口段有上、下、左、右四个静压测压点，用于测量紧靠静压箱入口的平面内的平均静压值。

在抽风机的作用下，气流从待测样品外侧依次经待测样品、辅助结构向静压箱的方向流动。气流通过待测样品时，在待测样品两侧产生压差，待测样品外侧即大气压力，测得第二测试装置所在位置的压力即可获得待测样品两侧的压差。通过抽风机控制气流的流速，分别测量不同流速下待测样品两侧的压差，然后，根据动量方程及Darcy定律，经过系数比较，即可计算得到粘性阻力系数1/α与惯性阻力系数C2。

可选地，当辅助结构与第一测试装置连接后二者之间存在空隙，或者待测样品与延长管道10连接后二者之间存在空隙，或者第二测试装置与测量安装孔20之间存在空隙时，可以用泡沫和胶带等材料密封空隙。

本实用新型的实施例中，延长管道10的横截面积为S。如图3所示，延长管道10的长度为L，其中，

延长管道10的长度L在上述参数范围内，可以确保气流经过待测样品后能够得到平稳发展，使得第二测试装置测得的压力值更加准确。

如图3所示，本实用新型的实施例中，测量安装孔20的轴线和延长管道10的与待测样品连接的一端之间的距离为L1，其中，

同样的道理，测量安装孔20的轴线和延长管道10的与待测样品连接的一端之间的距离L1在上述参数范围内，可以确保气流到达测量安装孔20所在的测量位置时平稳发展，使得第二测试装置测得的压力值更加准确。

可选地，如图1所示，本实用新型的实施例中，延长管道10的横截面为矩形或者正方形。其中，延长管道10的横截面是指延长管道10的垂直于其中心线的截面。

由于第一测试装置的静压箱的入口截面为矩形或者正方形，将延长管道10的横截面设置为矩形或者正方形便于与静压箱连接。

如图4所示，以延长管道10的横截面为矩形为例，延长管道10的宽度为a，延长管道10的高度为b。那么，延长管道10的长度测量安装孔20的轴线和延长管道10的与待测样品连接的一端之间的距离

如图1所示，本实用新型的实施例中，测量安装孔20为多个，多个测量安装孔20沿延长管道10的周向间隔设置。

上述设置中，测量安装孔20为多个，可以安装多个第二测试装置，同时采集多个位置的压力值。多个测量安装孔20沿延长管道10的周向间隔设置且多个测量安装孔20的轴线位于同一平面上时，可以测量延长管道10内的一个平面的压力平均值。

具体地，如图1所示，辅助结构包括四个测量安装孔20。四个测量安装孔20一一对应地设置在延长管道10的四个壁面上，各测量安装孔20均位于对应壁面的垂直于延长管道10的中心线方向的中心位置。四个测量安装孔20两两对称设置。

如图1所示，本实用新型的实施例中，辅助结构还包括用于提高延长管道10强度的加强结构30，加强结构30与延长管道10相连接。

通过设置与延长管道10相连接的加强结构30可以提高延长管道10的强度，避免延长管道10在压力作用下变形。

可选地，如图1所示，加强结构30包括设置在延长管道10的外壁上的第一加强筋31。

上述设置中，第一加强筋31结构简单，加工方便。第一加强筋31设置在延长管道10的外壁上可以避免影响延长管道10内部气流的流动，避免第一加强筋31影响测量精度。

可选地，第一加强筋31为多个，多个第一加强筋31沿延长管道10的轴向或者周向间隔设置。

多个第一加强筋31沿延长管道10的轴向或者周向间隔设置，可以使延长管道10的强度得到均匀的加强，提高延长管道10的可靠性。

具体地，如图2所示，第一加强筋31为与延长管道10的管壁连接的翻边12，翻边12与延长管道10为一体成型结构。

第一加强筋31为与延长管道10的管壁连接的翻边12，且翻边12与延长管道10为一体成型结构，这样翻边12加工方便，节约成本。

进一步地，如图2所示，翻边12包括第一弯折段和与第一弯折段连接的第二弯折段。第二弯折段与第一弯折段的至少一部分叠置。第二弯折段通过板材翻边工艺相对于第一弯折段弯折形成。

翻边12包括第一弯折段和第二弯折段提高了翻边12的厚度，从而提高了翻边12本身的强度，进而提高了与翻边12连接的延长管道10的强度。

如图1所示，延长管道10包括依次连接的至少两个管段11。各管段11的边沿处均连接有翻边12，相邻两个管段11通过翻边12连接。

通过上述设置，不但便于成型翻边12，而且便于相邻两个管段11的连接。

各翻边12与对应的管段11为一体成型结构，翻边12通过板材翻边工艺相对于管段11弯折形成。

具体地，每个管段11的两端都连接有翻边12。管段11的每端均连接有多个翻边12，多个翻边12沿管段11的周向间隔设置。

如图1所示，延长管道10包括依次连接的三个管段11。位于相邻两个管段11之间对应设置的两个翻边12共同形成一个第一加强筋31。

本实用新型的实施例中，辅助结构还包括用于锁紧相邻两个管段11的多个锁紧部。

翻边12上设有至少一个通孔。锁紧部包括螺栓和螺母，螺栓依次穿过相邻两个翻边12后与螺母连接，将相邻两个管段11锁紧。

如图1和图3所示，本实用新型的实施例中，辅助结构还包括设置在延长管道10和第一测试装置之间的缩径管道40，延长管道10通过缩径管道40与第一测试装置密封连接。缩径管道40的横截面积从与延长管道10连接的一端至与第一测试装置连接的一端逐渐减小。

上述设置中，增加缩径管道40可以将延长管道10的横截面积设计的较大，以便于测量不同规格的待测样品，提高辅助结构的通用性。

可选地，辅助结构还包括用于提高缩径管道40的强度的第二加强筋60，第二加强筋60与缩径管道40连接。

具体地，第二加强筋60与缩径管道40的端部连接，第二加强筋60与缩径管道40为一体成型结构。

如图3所示，缩径管道40的内壁面与延长管道10的中心线之间具有夹角θ，其中，30°≤θ≤38°。

上述设置中，夹角θ的范围一方面可以保证气流流动过程中不会出现涡流，另一方面，可以避免缩径管道40过长，占用空间大。

在静压箱入口大小一定的情况下，只需选择夹角θ和缩径管道40的长度，就能确定延长管道10的横截面积S。

如图1和图3所示，本实用新型的实施例中，辅助结构还包括与延长管道10的远离第一测试装置的一端连接的密封板50。密封板50上设有用于安装待测样品的样品安装孔51，样品安装孔51的孔截面与待测样品的测量截面相适配，待测样品通过密封板50与延长管道10密封连接。

通过上述设置，便于将待测样品安装至样品安装孔51中。用胶带将待测样品和样品安装孔51之间的空隙密封，即可实现待测样品与延长管道10的密封连接。

可选地，密封板50为多个，多个密封板50的样品安装孔51的孔截面相差别，延长管道10选择性地与多个密封板50中的一个连接。

上述设置中，多个密封板50的样品安装孔51的孔截面相差别，可以在不同的密封板50上制作与不同待测样品的测量截面相适配的不同尺寸的样品安装孔51。延长管道10选择性地与多个密封板50中的一个连接，便于安装不同规格的待测样品，提高辅助结构的通用性和试验测量的效率。

优选地，本实用新型的实施例中，延长管道10、缩径管道40和密封板50均由钣金材料制成，可以保证辅助结构的强度，有效防止辅助结构在测试过程中因内外压差而产生变形，避免因辅助结构发生变形而影响测量精度。

采用本实用新型的风阻系数测量设备可以将风阻系数的测试误差从现有技术中的±20％降低至±1％。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：辅助结构包括延长管道，延长管道的一端与第一测试装置密封连接，待测样品与延长管道的另一端密封连接，在待测样品和第一测试装置之间可以形成密封的气流流通通道。用于安装第二测试装置的测量安装孔位于延长管道的远离待测样品的一端的管壁上，第二测试装置能够伸入延长管道内测量延长管道中远离待测样品的一端的压力。这样，气流流经待测样品后经过较大的距离才到达第二测试装置的测量位置，气流能够充分发展，从而提高测量精度。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。