一种可产生烟雾的附面层教学试验台的制作方法

本实用新型涉及一种教学仪器，尤其是涉及一种可产生烟雾的附面层教学试验台。

背景技术：

附面层教学实验台，是利用小型风洞，以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的附面层情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空气动力教学实验中最有效的工具之一。但目前市面上未曾出现可产生烟流，可自由拆卸、组合的产品及类似产品。

现有技术中，目前，已公开的技术如：流畅可视化的便携式烟风洞装置——文章编号1002-4956(2006)04-0040-04，具备可产生良好烟气，轻巧便携等特点。但是尺寸过小，不适应大学课堂上附面层的教学展示且每次实验都需要对发烟金属丝进行涂油操作，增加了实验过程的繁杂性。由上海顶邦教育设备有限公司研发的db-587多功能附面层实验台，及相似的ty-587多功能附面层实验台，主要用于学习测量流体绕流物体时物体表面压力分布的方法。但是，此类设备笨重不灵活，且使用液压测试的装置不能十分准确的测试实验值，影响实验结果。而且，设备不够智能化、人性化、直观化，满足不了师生的实验要求，缺少了试验的乐趣。同时，目前市面上的烟雾发生器主要工作原理是将烟雾油加热后，用一根导管将产生的烟雾导出。这样在进行有关附面层实验时，烟雾发生器的出烟口导管有可能影响气流，造成实验结果的误差，且烟雾生成效果不好。

技术实现要素：

鉴于上述技术问题，本实用新型提供了一种可产生烟雾的附面层教学试验台。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可产生烟雾的附面层教学试验台，所述教学试验台包括风洞主体、发烟装置和固定部分，

所述风洞主体由广角扩散器9、稳定段3、收缩段10、整流段11、实验段14和出口扩散器8组成；

所述广角扩散器9的一端具有电机连接口1，所述电机连接口1用于与变频风机相连；所述广角扩散器9、稳定段3、收缩段10、整流段11、实验段14和出口扩散器8通过法兰盘2依次连接；

所述发烟装置设置在整流段11上；

所述固定部分用于连接支撑风洞主体。

进一步地，所述广角扩散器9用于控制附面层，避免离层；所述稳定段3将从变频风机来的紊乱的气流通过减速变得平缓稳定，并具有储存气体的功能，为后面的收缩段10提供压力足够的气体；所述收缩段10将从稳定段3流出的气流均匀的加速，改善流场的质量；所述整流段11内设置有整流网15，整流网15作用使气流变得均匀，湍流度降低，提升气流品质，将经过整流后的气体通过发烟装置变成可视化的气体，进入实验段14进行附面层实验；所述实验段14设置有测量仪器放置口6和实验模型放置口7；所述出口扩散器8处于风洞主体的末端。

进一步地，所述收缩段10采用维托辛斯基曲线，使得附面层不产生离体现象。

进一步地，所述测量仪器放置口6用来放置比托管、压力计、速度探针、高度尺；所述实验模型放置口7用来放置实验件。

进一步地，所述实验件为圆柱体、机翼模型或平直光滑板。

进一步地，所述发烟装置包括油箱5、发烟段和烟油收集器12；所述油箱5分为上下两层，上层含有由绝缘箱保护的电极块及注油口，下层为临时储油箱，下部开有小口可使烟丝和油滴通过，上下两层之间注油口中有油量调节块4对油量进行控制；所述发烟段由油箱小孔下滴的油滴顺着烟丝滑落，在此过程中因烟丝通电产热使油滴变为白烟，顺气流进入实验段中；所述烟油收集器12收集在烟丝上没能完全转化为白烟的油滴，将油滴收集在烟油收集器12的储油室内，烟油收集器12内含有绝缘箱保护的电极块，连接烟丝导通电流。

进一步地，所述固定部分具有支撑架13。

本实用新型的有益效果是：

与现有技术相比，本实用新型所述实验台除现有实验功能(包括比较实际流体与理想流体绕圆柱体流体时的表面压力分布的情况、测量流体绕流机翼时机翼表面压力分布、测定在不同冲角下机翼的表面压力分布等)，新增烟流产生功能和洞体拆卸组合功能。所述附面层实验台包括可连接的发烟装置和多个独立的洞体组成单元。各个洞体组成单元可通过法兰盘自由组合与拆卸，在运输及储存时，可拆分成各个独立部分，具有易于拆卸搬运、节省存放空间，且便于维修、清洗；可使用变频风机精准控制风速，提高实验的精度；可通过改变试验段放置的模块扩展更多实验内容，丰富实验内容；可使用发烟装置产生烟气，使气流情况可观测、实验现象更直观。

附图说明

图1本实用新型实验台正等轴测图；

图2本实用新型实验台结构示意图(俯视图)；

图3本实用新型实验台结构示意图(正视图)；

图4本实用新型实验台结构示意图(右视图)；

图5本实用新型发烟装置细节图；

图6本实用新型发烟装置中烟丝的放大图；

图中电机连接口1、法兰盘2、稳定段3、油量调节块4、油箱5、测量仪器放置口6、实验模型放置口7、出口扩散器8、广角扩散器9、收缩段10、整流段11、烟油收集器12、支撑架13、实验段14、整流网15。

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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种可产生烟雾的附面层教学试验台由风洞主体组成单元和发烟装置以及固定部分组成。

一、风洞主体组成单元：由广角扩散器9、稳定段3、收缩段10、整流段11、实验段14、出口扩散器8组成。

(一)、广角扩散器：为广角扩散器9，这种扩散器通常通过电机连接口1与变频风机相连。广角扩散器的作用是控制附面层，避免离层。

(二)、稳定段：为稳定段3，通过法兰盘2与广角扩散器9相连。稳定段主要功能是使从风机来的紊乱的气流通过减速变得平缓稳定，同时稳定段还起到储存气体的功能，为后面的收缩段10提供压力足够的气体。

(三)、收缩段：为收缩段10，通过法兰盘与稳定段3相连。收缩段的作用主要是使从稳定段3流出的气流均匀的加速，改善流场的质量。本实验台风洞的收缩段曲线采用委托辛斯基曲线，可使得附面层不产生离体现象。

(四)、整流段：为整流段11，通过法兰盘与收缩段10相连。整流段内含有整流网15，以及发烟装置。其中整流网15作用使气流变得均匀，湍流度降低，提升气流品质。将经过整流后的气体通过发烟装置变成可视化的气体，进入实验段14进行附面层实验。

(五)、实验段：为实验段14，通过法兰盘与整流段11相连。实验段是进行附面层实验的地方。其中包含仪表放置口6和实验模型放置口7。测量仪器放置口6用来放置比托管、压力计、速度探针、高度尺等测量仪器。实验模型放置口7用来放置各种实验件，如圆柱体、机翼模型、平直光滑板等，用来进行不同的附面层相关实验。

(六)、出口扩散器：为出口扩散器8，这种扩散器安装在风洞工作段的下风处，通过法兰盘与实验段14相连，扩展缓慢。可以使出口处的风流具有合理的稳定性，减小风洞的能量损失。

二、发烟装置：由油箱、发烟段和收集段(烟油收集器12)组成。

(一)、油箱：为油箱5，分为上下两层。上层含有由绝缘箱保护的电极块及注油口，下层为临时储油箱，下部开有小口可使烟丝和油滴通过。上下两层中间注油口中有油量调节块4对油量进行控制。

(二)、发烟段：由油箱小孔下滴的油滴顺着烟丝滑落。在此过程中因烟丝通电产热使油滴变为白烟，顺气流进入实验段中。

(三)、收集段：收集段为烟油收集器12，在烟丝上没能完全转化为白烟的油滴会沿烟丝进入收集段中的储油室内，便于统一回收处理。收集段内同样含有绝缘箱保护的电极块，连接烟丝导通电流。

三、固定部分：为法兰盘2和支撑架13。其中法兰盘2的作用为连接固定风洞主体的组成单元，支撑架13的作用为对整体实验台洞体起到支撑作用，将风洞固定在实验台桌面上。

与现有技术相比，本实用新型所述实验台除现有实验功能(包括比较实际流体与理想流体绕圆柱体流体时的表面压力分布的情况、测量流体绕流机翼时机翼表面压力分布、测定在不同冲角下机翼的表面压力分布等)，新增烟流产生功能和洞体拆卸组合功能。所述附面层实验台包括可连接的发烟装置和多个独立的洞体组成单元。各个洞体组成单元可通过法兰盘自由组合与拆卸，在运输及储存时，可拆分成各个独立部分，具有易于拆卸搬运、节省存放空间，且便于维修、清洗；可使用变频风机精准控制风速，提高实验的精度；可通过改变试验段放置的模块扩展更多实验内容，丰富实验内容；可使用发烟装置产生烟气，使气流情况可观测、实验现象更直观。