一种风洞试验用导流设备及导流方法与流程

本发明属于风洞试验，具体涉及到一种风洞试验用导流设备及导流方法。

背景技术：

1、流体力学方面的风洞实验指在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法，风洞试验的原理就是依据运动的相对性原理，将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中，人为制造气流流过，以此模拟空中各种复杂的飞行状态，获取试验数据，风洞试验尽管有局限性，但有如下四个优点：能比较准确地控制实验条件，如气流的速度、压力、温度等；实验在室内进行，受气候条件和时间的影响小，模型和测试仪器的安装、操作、使用比较方便；实验项目和内容多种多样，实验结果的精确度较高；实验比较安全，而且效率高、成本低；因此，风洞试验在空气动力学的研究、各种飞行器的研制方面，以及在工业空气动力学和其他同气流或风有关的领域中，都有广泛应用。

2、风洞试验在使用过程中为了保证设备中气流的平稳都会配备导流设备，但现有的风洞试验仅仅是对气流的水平方向的平稳进行调试，由于现有导流设备一般都是固定形状，尾端的风机会产生吸力进而从设备前端的导流设备吸入空气产生气流，特别是一些小型设备前端的导流结构均为固定结构，在测试不同风速下物体与气流之间的情况时，由于固定的导流结构导致进风口大小不能变化，很容易出现设备管道中的中心区域和侧边区域风速大小不同的情况，且侧边的风速还会受到设备管道内壁摩擦等影响，进一步会导致在同一管道截面内，风速不均的情况，特别是在对较大待测模型测试时，中心区域的平稳气流不足以覆盖模型，此时若侧边的风速和中心风速不均匀，进而容易对气流的测试出现一定误差。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种风洞试验用导流设备及导流方法。

2、解决上述技术问题所采用的技术方案是：提供一种风洞试验用导流设备及导流方法，包括设备底座，所述设备底座的顶部一侧固定连接有支撑架，所述支撑架的顶部固定连接有测试风管，所述测试风管的一侧固定连接有多个第一导流机构；

3、所述测试风管外壁在靠近第一导流机构的一侧固定连接有多个第二导流机构，所述设备底座顶部一侧和多个第一导流机构之间设置有导流口调节机构，所述测试风管的内壁两侧均安装有稳流器，所述测试风管外壁顶部的中心一侧固定连接有风速测试机构；

4、所述设备底座顶部的中心和测试风管之间设置有平台机构，所述测试风管内壁的一端固定连接有驱动机构，所述测试风管外壁的前端中心转动连接有密封门板，所述测试风管外壁在密封门板的一侧设置有锁扣。

5、进一步的，所述第一导流机构包括固定连接在测试风管一端的弧形轴座，所述弧形轴座上转动连接有内侧导流板，所述内侧导流板的外壁固定连接有限位壳，所述限位壳的内壁滑动连接有滑动轴座，所述滑动轴座的顶部转动连接有驱动杆，所述驱动杆的一侧固定连接有多个涡齿片。

6、通过上述技术方案，导流口调节机构带动多个带有涡齿片的驱动杆移动进而会拉动滑动轴座在限位壳内滑动，进而通过限位壳可以拉动内侧导流板在弧形轴座上转动，多个内侧导流板的转动可以实现整体进风口的角度打开，增大进风量。

7、进一步的，所述第二导流机构包括固定连接在测试风管外壁一端的第一轴座，所述第一轴座上转动连接有转动底座，所述转动底座的一侧固定连接有固定套筒，所述固定套筒的内壁滑动连接有伸缩杆，所述伸缩杆的一端和固定套筒的内壁之间固定连接有压缩弹簧，所述伸缩杆的另一端转动连接有第二轴座，所述第二轴座的底部固定连接有外侧导流板。

8、通过上述技术方案，在多个内侧导流板打开的同时，会挤压与之贴合的外侧导流板，使外侧导流板在内侧导流板外壁滑动的同时，也会使外侧导流板通过第二轴座在伸缩杆的一端发生转动，在扩张的同时由于压缩弹簧的存在，会使外侧导流板始终贴合内侧导流板的外壁，多个内侧导流板打开时出现的缝隙可以通过对应的外侧导流板实现封堵。

9、进一步的，所述弧形轴座为弧形结构，且中心的连接轴为直型结构，所述内侧导流板和外侧导流板均为弧形结构。

10、通过上述技术方案，弧形轴座为弧形结构是为了与测试风管外形相配，中心的连接轴为直型结构是为了内侧导流板可以实现转动。

11、进一步的，所述导流口调节机构包括固定连接在设备底座顶部的电机组件，所述电机组件的顶部固定连接有外侧防护壳，所述外侧防护壳的内部分别转动连接有传动蜗杆和传动齿轮，所述传动蜗杆和电机组件的输出端固定连接，所述设备底座的一侧设置有固定环，所述固定环的内壁转动连接有传动齿环，所述传动齿环的一侧固定连接有涡状齿，所述固定环内壁和传动齿环之间设置有多个滚动钢珠，所述固定环的一侧安装有侧边环板，所述固定环和侧边环板的外壁均固定连接有多个固定耳，且对应的固定耳之间通过螺栓进行固定。

12、通过上述技术方案，启动电机组件带动传动蜗杆转动，进而带动传动齿轮与之啮合的传动齿轮，使传动齿环在固定环内转动，传动齿环和涡状齿的转动会带动多个带有涡齿片的驱动杆移动，驱动杆移动在固定环和侧边环板的限位下向外移动，进而会拉动滑动轴座在限位壳内滑动，进而通过限位壳可以拉动内侧导流板在弧形轴座上转动，多个内侧导流板的转动可以实现整体进风口的角度打开，增大进风量。

13、进一步的，所述传动齿轮分别与传动齿环和传动蜗杆啮合，且多个驱动杆一侧的多个涡齿片均与涡状齿啮合。

14、通过上述技术方案，保证了通过电机组件带动传动蜗杆转动进而带动传动齿轮转动，再通过传动齿轮的转动带动传动齿环转动，通过传动齿环和涡状齿的转动会带动多个带有涡齿片的驱动杆移动。

15、进一步的，所述风速测试机构包括固定连接在测试风管顶部的连接收纳壳和两个固定连接在设备底座顶部前后两端的第一气缸，两个所述第一气缸的输出端之间固定连接有驱动连接板，所述驱动连接板的一侧固定连接有在连接收纳壳内壁滑动的安装架，所述安装架的内壁固定连接有多环固定架，所述多环固定架上安装有多个热线式风速传感器，所述安装架的底部固定连接有顶部弧型封堵板，所述连接收纳壳前端面和后端面的底部均固定连接有第二气缸，两个所述第二气缸的输出端之间固定连接有底部弧型封堵板。

16、通过上述技术方案，使用时，确定好所需要测试的风速，启动两个第一气缸，使其收缩进而带动驱动连接板、安装架和多环固定架下降，进而使多个热线式风速传感器分布在测试风管内部，同时两个第二气缸也会推动底部弧型封堵板下降，为顶部弧型封堵板的下降提供空间。

17、进一步的，所述测试风管的顶部和底部分别开设有与安装架和顶部弧型封堵板相对应的通孔，且两个通孔的结构分别与顶部弧型封堵板和底部弧型封堵板相同。

18、通过上述技术方案，当确定好第一导流机构和第二导流机构的开合角度后，两个第一气缸和两个第二气缸分别带动顶部弧型封堵板和底部弧型封堵板复位，分别对测试风管顶部通孔和底部通孔进行封堵，避免影响后续气流流动。

19、进一步的，所述平台机构包括固定连接在设备底座顶部的第一液压缸，所述第一液压缸的输出端固定连接有摆放平台，所述摆放平台底部的每个边角处均固定连接有限位圆杆。

20、通过上述技术方案，在使用时，打开密封门板进而在摆放平台上放置待测模型，根据待测模型的大小来启动第一液压缸带动摆放平台升降，进而使待测模型尽可能处在测试风管的中心。

21、进一步的，所述驱动机构包括固定连接在测试风管内壁一端的电机固定架，所述电机固定架的中心固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端固定连接有旋转扇叶。

22、通过上述技术方案，启动驱动电机带动旋转扇叶转动，进而在测试风管尾端产生吸力，实现风洞测试的风力驱动。

23、本发明的有益效果如下：（1）本发明通过设计第一导流机构、第二导流机构、导流口调节机构和风速测试机构，使用时，确定好所需要测试的风速，通过多个热线式风速传感器所测的风速数据，观察中心区域和四周区域的风速数据，若风速数值有一定差距，则启动电机组件带动传动蜗杆转动，进而带动传动齿轮与之啮合的传动齿轮，使传动齿环在固定环内转动，传动齿环和涡状齿的转动会带动多个带有涡齿片的驱动杆移动，驱动杆移动在固定环和侧边环板的限位下向外移动，进而会拉动滑动轴座在限位壳内滑动，进而通过限位壳可以拉动内侧导流板在弧形轴座上转动，多个内侧导流板的转动可以实现整体进风口的角度打开，增大进风量，同时在多个内侧导流板打开的同时，与之贴合的外侧导流板也会随之运动，实现对缝隙的封堵，进而可以持续的观察多个热线式风速传感器的风速变化，使中心区域的气流和侧边的气流尽可能平均，提高测试效率；（2）本发明通过设计第一导流机构、第二导流机构、导流口调节机构和风速测试机构，该结构除了测试风速平均的同时，也可以实现测量在第一导流机构和第二导流机构打开到什么角度时，进风量最大，在驱动电机相同功率下风速最大，进而可以实现节省电能，同时设计顶部弧型封堵板和底部弧型封堵板复位，当确定好第一导流机构和第二导流机构的开合角度后，两个第一气缸和两个第二气缸分别带动顶部弧型封堵板和底部弧型封堵板复位，分别对测试风管顶部通孔和底部通孔进行封堵，避免影响后续气流流动。