一种接触式矩形风管断面流速分布测量装置的制作方法

本技术属于管流断面流速测量装置的，公开了一种接触式矩形风管断面流速分布测量装置。

背景技术：

1、在工业与民用建筑中存在大量的气体管道，既有有压管道也有无压管道。管道内流体力学参数的测算对于管道的设计、维护和保养具有重要的指导意义。特别是大型工业厂房中的通风和空调行业中的矩形风管（矩形截面应用最为广泛），该部分风管大都是用镀锌铁皮制作而成，具有安装高度高、横截面积大、自重大易晃动、异形管段多等特点。在施工验收合格后的后期运行中出现质量缺陷往往是由镀锌铁皮质量问题和接口施工处理不当引起的。

2、如何能够获取矩形风管断面流量的分布规律，从而确定风管设计使用的铁皮厚度以及风管内支撑的刚度参数、如何能够在其运行中及时发现问题，从而纠正错误，这两点对于延长风管的使用寿命和保证其稳定性具有重要意义。同时，如何计算风管有限区间段内的沿程阻力损失和局部阻力损失的均值，该项工作对于风管的泄露检测和安装质量的评估具有有力的数据评判依据。

3、目前，国内外在该工程领域没有合适的检测装置，也就无法实现对风管内部实时状态的监控和展现。为了能够提前预防和在运行中及时发现问题，在管段的不同部位加装检测装置是非常有必要的一项举措。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本实用新型公开一种接触式矩形风管断面流速分布测量装置，该装置将风管内的气流动能转换成弹簧的弹性势能，可有效精确测量风管内的断面流速，为风管的维修、检测及寿命评估提供强有力的判断依据。

2、一种接触式矩形风管断面流速分布测量装置，包括支撑管，所述支撑管内设置有支撑架，所述支撑架安装于支撑管内部的横截面上，所述支撑架上安装有多个流速转换器，所述流速转换器包括轴线与支撑管横截面垂直的弹簧护筒，所述弹簧护筒内连接有弹簧，所述弹簧的前端连接到支撑架上，所述弹簧的末端连接有阻力板，所述阻力板位于弹簧护筒外侧直接与气流接触。

3、优选的，所述弹簧与阻力板之间通过连接杆连接，所述连接杆与弹簧护筒同轴设置。

4、优选的，所述连接杆上配置有用于指示弹簧伸缩量的指针。

5、优选的，所述弹簧护筒远离弹簧的一端设置有连接杆护管，所述连接杆护管同轴套装于连接杆外部。

6、优选的，所述阻力板所在平面与支撑管的横截面相互平行设置。

7、优选的，所述流速转换器在横截面流速场内至少布置5个，且至少有一个流速转换器安装于支撑管的中心处。

8、优选的，位于支撑管中心以外区域的流速转换器两两相互对称式安装。

9、优选的，所述支撑架为至少两根支撑杆相互交叉组成。

10、优选的，所述弹簧护筒的管壁外侧设置有尺寸刻度值。

11、优选的，所述支撑管为有机玻璃材质，支撑管的两端分别设置有用于与风管连接的法兰。

12、有益效果：

13、本实用新型通过在横截面积内布置转换器，利用转换器将风管内的气流动能转换成弹簧的弹性势能，并通过流体力学冲量方程计算不同转换器部位处的流速。以获取断面范围内流速分布大小及规律，同时可以获取工程上可用的沿程阻力系数和局部阻力系数的均值，评估风管内部流体的流动阻力和能量损失，进而改进风管走向和优化异形件的设置，实时监测风管的内流速大小，测算风管的使用寿命，监测检验风管安装质量和泄漏检测，对于风管的设计和后期的维保具有重要意义。

技术特征：

1.一种接触式矩形风管断面流速分布测量装置，其特征在于，包括支撑管（1），所述支撑管内设置有支撑架（2），所述支撑架安装于支撑管内部的横截面上，所述支撑架上安装有多个流速转换器（a），所述流速转换器包括轴线与支撑管横截面垂直的弹簧护筒（a2），所述弹簧护筒内连接有弹簧（a1），所述弹簧的前端连接到支撑架上，所述弹簧的末端连接有阻力板（a4），所述阻力板位于弹簧护筒外侧直接与气流接触。

2.根据权利要求1所述的一种接触式矩形风管断面流速分布测量装置，其特征在于，所述弹簧（a1）与阻力板（a4）之间通过连接杆（a6）连接，所述连接杆与弹簧护筒同轴设置。

3.根据权利要求2所述的一种接触式矩形风管断面流速分布测量装置，其特征在于，所述连接杆（a6）上配置有用于指示弹簧伸缩量的指针（a5）。

4.根据权利要求2所述的一种接触式矩形风管断面流速分布测量装置，其特征在于，所述弹簧护筒（a2）远离弹簧（a1）的一端设置有连接杆护管（a3），所述连接杆护管同轴套装于连接杆外部。

5.根据权利要求1至4任一所述的一种接触式矩形风管断面流速分布测量装置，其特征在于，所述阻力板（a4）所在平面与支撑管（1）的横截面相互平行设置。

6.根据权利要求1至4任一所述的一种接触式矩形风管断面流速分布测量装置，其特征在于，所述流速转换器（a）在横截面流速场内至少布置5个，且至少有一个流速转换器安装于支撑管（1）的中心处。

7.根据权利要求1至4任一所述的一种接触式矩形风管断面流速分布测量装置，其特征在于，位于支撑管中心以外区域的流速转换器两两相互对称式安装。

8.根据权利要求1至4任一所述的一种接触式矩形风管断面流速分布测量装置，其特征在于，所述支撑架（2）为至少两根支撑杆相互交叉组成。

9.根据权利要求1至4任一所述的一种接触式矩形风管断面流速分布测量装置，其特征在于，所述弹簧护筒（a2）的管壁外侧设置有尺寸刻度值。

10.根据权利要求1至4任一所述的一种接触式矩形风管断面流速分布测量装置，其特征在于，所述支撑管（1）为有机玻璃材质，支撑管的两端分别设置有用于与风管（b）连接的法兰。

技术总结
本技术公开一种接触式矩形风管断面流速分布测量装置，包括支撑管，所述支撑管内设置有支撑架，所述支撑架安装于支撑管内部的横截面上，所述支撑架上安装有多个流速转换器，所述流速转换器包括轴线与支撑管横截面垂直的弹簧护筒，所述弹簧护筒内连接有弹簧，所述弹簧的前端与支撑架连接，所述弹簧的末端通过连接杆连接有阻力板，所述阻力板位于弹簧护筒外侧。该装置通过气流在支撑管中与阻力板接触，从而将风管内的气流动能转换成弹簧的弹性势能，并结合胡克定律和流体力学冲量方程测算风管内断面流速场内的流速分布，为风管的维保、气密性检测及寿命评估提供强有力的数据支撑。

技术研发人员：程平,豆春明,姚美良,赵春华
受保护的技术使用者：中交一公局集团有限公司
技术研发日：20230904
技术公布日：2024/3/21