本发明涉及一种空气动力、风工程和流体试验领域的技术,具体涉及一种易组装的密布型造风整流系统及操作方法。
背景技术:
1、风能是一种绿色能源,其中海上风资源因其储量丰富、风速大、风切变小、且不占用陆地面积等优点受到我国乃至世界的大力关注。因此漂浮式风力机正成为当下研究的热点。
2、漂浮式风力机处于多种恶劣的海洋环境载荷中,为详细研究其在各种载荷下的力学特性,模型实验是必不可少的经济且有效的方式。模型实验中风场的模拟是必不可少的,而当前现有造风系统要么尺寸不合适、控制复杂、无法移动,要么造风旋翼间隙过大,风场质量不高,严重影响实验的准确性。因此需要设计一种成本低、整体易组装、造风范围易扩展、产生风场质量高、模拟风场种类多的造风整流系统来解决现有问题。
技术实现思路
1、本发明针对现有技术组装困难,不易扩展,且风场质量低缺陷的问题,进而需要提供一种易组装的密布型造风整流系统及操作方法。
2、本发明为解决上述问题而采用的技术方案是:
3、一种易组装的密布型造风整流系统,它包括主体框架、单元式蜂窝整流装置、若干密布排列的造风单元和电器组件;
4、单元式蜂窝整流装置和若干密布排列的造风单元安装在主体框架上,且单元式蜂窝整流装置设置在若干密布排列的造风单元前方出风方向,电器组件安装在主体框架上。
5、进一步地,蜂窝整流装置包括若干蜂窝单元;若干蜂窝单元密布垒放在若干密布排列的造风单元前方主体框架的出风口框体上。
6、进一步地,蜂窝单元包括金属薄方框和蜂窝格栅块;蜂窝格栅块安装在金属薄方框内。
7、进一步地,密布排列的造风单元包括若干造风装置、若干电机连接座和若干竖撑杆;造风装置通过电机连接座等间距密布安装在竖撑杆上。
8、进一步地,造风装置包括减震垫圈、航模无刷电机、桨叶和桨夹;每个电机连接座通过减震垫圈安装在竖撑杆上,航模无刷电机安装在电机连接座上,航模无刷电机输出端安装有桨叶和桨夹。
9、进一步地,电器组件包括供电系统和控制系统;供电系统包括配电箱和开关电源,配电箱和开关电源为造风装置提供合适的工作电压,控制系统控制造风装置工作。
10、进一步地,主体框架由铝型材连接固定;主体框架包括上层造风整流框架结构和下层可移动框架结构;上层造风整流框架结构设置在下层可移动框架结构上。
11、进一步地,上层造风整流框架结构包括出风口框体、进风口框体、挡风框、若干斜撑杆和若干横撑杆;出风口框体和进风口框体通过铝型材连接,挡风框设置在连接出风口框体和进风口框体之间的铝型材外部,进风口框体上等距交错密布着若干造风单元,使整体造风装置的桨叶扫略面积能覆盖进风口绝大部分工作平面,在竖撑杆上连接有若干与斜撑杆相连的横撑杆起到结构加强作用。
12、进一步地,下层可移动框架结构包括下层框架和多个支撑件,下层框架安装有多个支撑件,配电箱安装在下层框架上。
13、一种易组装的密布型造风整流系统的操作方法,所述方法是按照以下步骤实现的:
14、s1、根据造风任务需要,确定所需的造风范围,根据造风范围确定造风单元长度和数量、蜂窝单元数量以及框架主体尺寸;
15、s2、将上层造风整流框架结构和下层可移动框架结构组装,使上层造风整流框架结构设置在下层可移动框架结构上;
16、s3、将多个造风装置沿竖直方向均布安装在竖撑杆上组装成造风单元,将造风单元交错密布放置在进风口框体上,并通过铝型材及其连接件将出风口框体、进风口框体、横撑杆和竖撑杆固定连接,将挡风框安装至合适位置,使进风口和出风口间形成矩形密闭风道;
17、s4、组合下层可移动框架结构和上层造风整流框架结构,将配电箱安装至下层可移动框架结构上,将开关电源安装到上层造风整流框架结构上,安装调试控制系统,并固定所有线缆;
18、s5、将若干蜂窝单元密布垒放在若干密布排列的造风单元前方的出风口框体内,组成整体整流装置;
19、s6、将造风阵列推至所需造风位置后,通过多个支撑件支撑固定,将系统调至水平;
20、s7、供电后,通过控制系统,调整风速,制造所需风场,其中每个电机单独控制以制造出剪切风;
21、s8、造风结束后,断开供电线,可将系统推至合适位置安放以备下次使用。
22、本发明的有益效果:
23、一、本发明通过铝型材以及铝型材连接件进行主体搭建,同时采用单元式蜂窝整流系统,易于安装、拆除,以及按照任务要求进行扩展、改造,使得本发明可重复利用、节约成本,同时本发明绝大部分组成部件不需要定制,均为市场上常见的成熟产品,使得本发明项目周期短,成本低。
24、二、本发明通过将造风单元交错密布,使整体桨叶扫略面积能覆盖进风口绝大部分工作平面,同时采用蜂窝整流系统,显著提高了造风密度,以及风场质量,能产生具有高保真度的剪切风场,同时航模无刷电机以及桨叶易更换、易采购,可通过不同桨叶电机组合,适应不同的造风需求。
25、三、本发明将造风、整流、控制、供电所有系统集成,整体系统接入电源即可开始作业,同时下层移动框架可更换可拆卸,使得造风高度可调节,可以适应不同实验环境和使用场合。系统整体可移动,使其可以调整造风角度,吹出斜向风。
1.一种易组装的密布型造风整流系统,其特征在于:它包括主体框架(1)、单元式蜂窝整流装置(4)、若干密布排列的造风单元(14)和电器组件;
2.根据权利要求1所述一种易组装的密布型造风整流系统,其特征在于:蜂窝整流装置(4)包括若干蜂窝单元(15);若干蜂窝单元(15)密布垒放在若干密布排列的造风单元(14)前方主体框架(1)的出风口框体(5)上。
3.根据权利要求2所述一种易组装的密布型造风整流系统,其特征在于:蜂窝单元(15)包括金属薄方框(24)和蜂窝格栅块(25);蜂窝格栅块安装在金属薄方框(24)内。
4.根据权利要求1所述一种易组装的密布型造风整流系统,其特征在于:密布排列的造风单元(14)包括若干造风装置(17)、若干电机连接座(20)和若干竖撑杆(18);造风装置(17)通过电机连接座(20)等间距密布安装在竖撑杆(18)上。
5.根据权利要求4所述一种易组装的密布型造风整流系统,其特征在于:造风装置(17)包括减震垫圈(19)、航模无刷电机(21)、桨叶(22)和桨夹(23);每个电机连接座(20)通过减震垫圈(19)安装在竖撑杆(18)上,航模无刷电机(21)安装在电机连接座(20)上,航模无刷电机(21)输出端安装有桨叶(22)和桨夹(23)。
6.根据权利要求5所述一种易组装的密布型造风整流系统,其特征在于:电器组件包括供电系统和控制系统;供电系统包括配电箱(9)和开关电源(10),配电箱(9)和开关电源(10)为造风装置(17)提供合适的工作电压,控制系统控制造风装置(17)工作。
7.根据权利要求5所述一种易组装的密布型造风整流系统,其特征在于:主体框架(1)由铝型材连接固定;主体框架(1)包括上层造风整流框架结构(2)和下层可移动框架结构(3);上层造风整流框架结构(2)设置在下层可移动框架结构(3)上。
8.根据权利要求7所述一种易组装的密布型造风整流系统,其特征在于:上层造风整流框架结构(2)包括出风口框体(5)、进风口框体(6)、挡风框(12)、若干斜撑杆(11)和若干横撑杆(13);出风口框体(5)和进风口框体(6)通过铝型材连接,挡风框(12)设置在连接出风口框体(5)和进风口框体(6)之间的铝型材外部,使两框体间形成密闭的矩形风道,进风口框体(6)上等距交错密布着若干造风单元(14),使整体造风装置(17)的桨叶扫略面积能覆盖进风口绝大部分工作平面,在竖撑杆(18)上连接有若干与斜撑杆(11)相连的横撑杆(13)起到结构加强作用。
9.根据权利要求7所述一种易组装的密布型造风整流系统,其特征在于:下层可移动框架结构(3)包括下层框架(16)和多个支撑件,下层框架(16)安装有多个支撑件,配电箱(9)安装在下层框架(16)上。
10.一种易组装的密布型造风整流系统的操作方法,其特征在于:所述方法是按照以下步骤实现的: