一种立式超声波风速仪测试用回流低速风洞实验装置及其实验方法

    技术2024-11-21  1


    本发明属于风洞实验,特别是涉及一种立式超声波风速仪测试用回流低速风洞实验装置及其实验方法。


    背景技术:

    1、在煤矿和相关工程类工业领域,长期准确监测贯通巷道的风速和风量对安全和效率至关重要,传统的监测方法以人工使用叶轮式风表进行现场监测,然而这种方式耗时耗力,需要人员长时间驻守在现场,影响工作效率,同时,叶轮式风速表有精度差、损耗快的特点,影响测量的准确性。

    2、近年来,一些团队尝试将超声波技术应用于风速测量,在一定程度上取得了进展,然而,他们面临的主要挑战是缺乏适用的校验设备,这限制了超声波技术在风速测量领域的应用和发展,原有的风洞类产品或对于低速风场景兼容性较差且占用场地的投影面积大,或风流稳定性差且实验时产生巨大的噪音。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明旨在提出一种立式超声波风速仪测试用回流低速风洞实验装置及其实验方法,以解决现有的风洞实验装置占用场地面积大,并且风流稳定性差且实验时产生巨大的噪音的问题。

    2、为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

    3、一种立式超声波风速仪测试用回流低速风洞实验装置,包括试验段组件、第一扩散前段、第一扩散后段、第一拐角段、拐角直线段、第二拐角段、前过渡段、动力段、后过渡段、第二扩散前段、第二扩散后段、第三拐角段、第四拐角段、稳定段以及收缩段,按照风流动方向第一扩散前段、第一扩散后段、第一拐角段、拐角直线段、第二拐角段、前过渡段、动力段、后过渡段、第二扩散前段、第二扩散后段、第三拐角段、第四拐角段、稳定段、收缩段以及试验段组件首尾依次连接。

    4、更进一步的,所述试验段组件包括试验段洞体、玻璃以及传感器机匣,所述试验段洞体顶部以及两个侧面皆设有透明玻璃,所述试验段洞体的每个侧面两端皆对称设有两个传感器机匣。

    5、更进一步的,所述试验段洞体安装在试验段支腿上。

    6、更进一步的,所述试验段洞体的出口端设有压力平衡部件。

    7、更进一步的,所述第二扩散前段安装在扩散段支架上。

    8、更进一步的,所述第一扩散后段、第四拐角段与稳定段的底部皆对称设有两个支腿。

    9、更进一步的,所述稳定段内设有阻尼网。

    10、一种立式超声波风速仪测试用回流低速风洞实验装置的实验方法,它包括以下步骤:

    11、步骤1:测量风洞工作环境的温度、湿度、大气压力以及计算空气密度;

    12、步骤2:进行外观检测;

    13、步骤3:进行超声波风速仪安装固定;

    14、步骤4:确定风速校准点,记录被测风速值;

    15、步骤5:进行校准记录表填写。

    16、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    17、1、该立式低速回流风洞设计适用于一般实验室和厂房的室内安装需求。通过将回流式风洞的采风区域设计成两层叠放的方式,最大高度控制在3.6m以下,可在一般建筑的一层进行安置,横向空间由两个节变为一个节,以节省室内空间,风洞的结构包括第一扩散前段、第一扩散后段、第一拐角段、第一转角直线段、第二拐角段、前过度段、动力段、后过渡段、第二扩散前段、第二扩散后段、第三拐角段、第四拐角段、稳定段、收缩段以及试验段,在稳定段内设置阻尼网,以确保在试验段风流稳定的情况下,易于拆卸稳定段进行清洁。

    18、2、采用双支腿方式在后过度段稳定动力后段至三拐角段的结构,新设计的四足专用支架能够平稳支撑动力前段、动力段和动力后段,将动力段风机的振动传递至地面,动力前段与前过渡段连接、动力后段与后过度段之间均采用柔性连接,使振动不传递给风洞的其他结构,从而增加了风流的稳定性。

    19、3、试验段洞体的前侧左边和右边均设有一个传感器机匣和一个可开启的透明玻璃铁柜门,中部则设有透明展示玻璃,试验段组件的后侧左侧和右侧采用玻璃,有一个传感器机匣内的超声波换能器与前部传感器机匣内的超声波换能器可实现与风流方向45°夹角对射。后侧中部的传感器机匣相比其他传感器机匣更大,可分别与前侧前端和后端传感器机匣内的换能器实现与风流方向30°和60°对射。试验段内部的中心位置前部和后部底端分别设有一个滑槽,可固定一台换能器,在50cm范围内调节,以实现平行风流方向间隔1.5m-2.5m的对射。滑槽还可固定小型传感器



    技术特征:

    1.一种立式超声波风速仪测试用回流低速风洞实验装置,其特征在于:包括试验段组件(2)、第一扩散前段(5)、第一扩散后段(7)、第一拐角段(8)、拐角直线段(10)、第二拐角段(11)、前过渡段(12)、动力段(13)、后过渡段(14)、第二扩散前段(15)、第二扩散后段(17)、第三拐角段(18)、第四拐角段(19)、稳定段(20)以及收缩段(21),按照风流动方向第一扩散前段(5)、第一扩散后段(7)、第一拐角段(8)、拐角直线段(10)、第二拐角段(11)、前过渡段(12)、动力段(13)、后过渡段(14)、第二扩散前段(15)、第二扩散后段(17)、第三拐角段(18)、第四拐角段(19)、稳定段(20)、收缩段(21)以及试验段组件(2)首尾依次连接。

    2.根据权利要求1所述的一种立式超声波风速仪测试用回流低速风洞实验装置,其特征在于:所述第一拐角段(8)、第二拐角段(11)、第三拐角段(18)以及第四拐角段(19)内皆设有导流片。

    3.根据权利要求1所述的一种立式超声波风速仪测试用回流低速风洞实验装置,其特征在于:所述试验段组件(2)包括试验段洞体(22)、玻璃(23)以及传感器机匣(24),所述试验段洞体(22)顶部以及两个侧面皆设有透明玻璃(23),所述试验段洞体(22)的每个侧面两端皆对称设有两个传感器机匣(24)。

    4.根据权利要求.所述的一种立式超声波风速仪测试用回流低速风洞实验装置,其特征在于:所述传感器机匣(24)内设有超声波换能器。

    5.根据权利要求2所述的一种立式超声波风速仪测试用回流低速风洞实验装置,其特征在于:所述试验段洞体(22)安装在试验段支腿(1)上。

    6.根据权利要求2所述的一种立式超声波风速仪测试用回流低速风洞实验装置,其特征在于:所述试验段洞体(22)的出口端设有压力平衡部件(3)。

    7.根据权利要求1所述的一种立式超声波风速仪测试用回流低速风洞实验装置,其特征在于:所述第二扩散前段(15)安装在扩散段支架(16)上。

    8.根据权利要求1所述的一种立式超声波风速仪测试用回流低速风洞实验装置,其特征在于:所述第一扩散后段(7)、第四拐角段(19)与稳定段(20)的底部皆对称设有两个支腿(9)。

    9.根据权利要求1所述的一种立式超声波风速仪测试用回流低速风洞实验装置,其特征在于:所述稳定段(20)内设有阻尼网。

    10.一种如权利要求1-9中任意一项所述的立式超声波风速仪测试用回流低速风洞实验装置的实验方法,其特征在于:它包括以下步骤:


    技术总结
    本发明提出了一种立式超声波风速仪测试用回流低速风洞实验装置及其实验方法,属于风洞实验技术领域。解决了现有的风洞实验装置占用场地面积大,并且风流稳定性差且实验时产生巨大的噪音的问题。它包括试验段组件、第一扩散前段、第一扩散后段、第一拐角段、拐角直线段、第二拐角段、前过渡段、动力段、后过渡段、第二扩散前段、第二扩散后段、第三拐角段、第四拐角段、稳定段以及收缩段,按照风流动方向第一扩散前段、第一扩散后段、第一拐角段、拐角直线段、第二拐角段、前过渡段、动力段、后过渡段、第二扩散前段、第二扩散后段、第三拐角段、第四拐角段、稳定段、收缩段以及试验段组件首尾依次连接。它主要用于风洞实验。

    技术研发人员:单麒源,祝永涛,刘永立,秦涛,巩宪辉,李士魁
    受保护的技术使用者:黑龙江科技大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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