申请/专利权人：北京市理化分析测试中心

申请日：2018-07-10

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN108716980B

主分类号：G01M9/04

分类号：G01M9/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2018.11.23#实质审查的生效;2018.10.30#公开

摘要：本发明公开了一种风洞试验机，结构紧凑、可便携、风速调节范围宽。包括：壳体、轴流风机、样品支架和风速调节板；壳体为两端均开口的中空结构，包括依次同轴对接的风机外壳、管道变径壳体和风洞外壳；所述轴流风机和用于为轴流风机提供动力的风机电机安装在风机外壳内部；风速调节板安装在所述风机外壳所在端的开口处，风速调节板上设置有进风面积可调的进风通道，通过调整进风通道的进风面积调节进风量；管道变径壳体包括锥形段和设置在锥形段大端的柱形段，所述柱形段与所述风机外壳相连，锥形段小端与所述风洞外壳相连；风洞外壳为等直径柱形壳体，其内部固定有水平的样品支架，放置有待检测样品的托盘放置在样品支架上。

主权项：1.一种风洞试验机，其特征在于，用于进行抑尘效率测试，包括：壳体、轴流风机（6）、样品支架（13）和风速调节板；所述壳体为两端均开口的中空结构，包括依次同轴对接的风机外壳、管道变径壳体（10）和风洞外壳（11）；所述轴流风机（6）和用于为轴流风机（6）提供动力的风机电机（7）安装在风机外壳内部；所述风速调节板安装在所述风机外壳所在端的开口处，所述风速调节板上设置有进风面积可调的进风通道，通过调整进风通道的进风面积调节进风量；所述风机外壳包括入口端壳体（4）、风机中段壳体（5）和风机出口端壳体（8），所述轴流风机（6）和风机电机（7）安装在风机中段壳体（5）内部；所述风机入口端外壳体（4）和风机出口端外壳体（8）均包括锥形段和位于锥形段小端的柱形段，所述风机中段外壳体（5）的一端通过连接紧固件与风机入口端外壳体（4）的锥形段大端相连，另一端通过连接紧固件与风机出口端外壳体（8）的锥形段大端相连；所述管道变径壳体（10）包括锥形段和设置在锥形段大端的柱形段，所述柱形段与所述风机外壳相连，锥形段小端与所述风洞外壳（11）相连；所述风洞外壳（11）为等直径柱形壳体，其内部固定有水平的样品支架（13），样品支架（13）位于风洞外壳（11）的下半部分，放置有待检测样品的托盘放置在样品支架（13）上；所述待检测样品为土壤样品（22）；还包括设置在样品支架（13）与管道变径壳体（10）之间的导流板（15），用于将进入风洞外壳（11）内部的风导流至所述待检测样品上方的空腔内；具体为：所述样品支架（13）朝向管道变径壳体（10）一端的端部设置有向上延伸的竖直支架（14），所述导流板（15）为斜面板，其一端与风洞外壳（11）端部的圆周面固接，另一端向上倾斜后支撑在所述竖直支架（14）的顶部。

全文数据：一种风洞试验机技术领域[0001]发明涉及一种试验机，具体涉及一种风洞试验机。背景技术[0002]颗粒物是我国城市大气环境污染的首要污染物之一，而扬尘则是城市大气颗粒物的主要来源，扬尘是指地表松散颗粒物质在自然力或人力作用下进入到环境空气中形成一定粒径范围的空气颗粒物。根据《防治城市扬尘污染技术规范》HJT393_2〇07的规定，城市扬尘可主要分为土壤扬尘、施工扬尘、道路扬尘和堆场扬尘四类。[0003]风是扬尘产生的动力，当外界风力达到一定程度，颗粒就会离开地表或垛堆表面形成扬尘，风速和湍流强度在起尘量中占主导作用。防风网、洒水、喷抑尘剂及织物覆盖都是治理扬尘的有效手段，但是效果不同。通过风洞试验进行持续抑尘效率测试，可以简便、快速的评价抑尘措施的效率和治理成本。[0004]但传统的风洞试验机尺寸大，使用交流变频技术进行风速调节，风速调节范围窄，功率和成本高，且由于采用交流，使用较为不方便。此外，风洞实验中，需要用支架把被测物支撑在气流中。支架的存在会产生对被测物流场的干扰，称为支架干扰。虽然可以通过试验方法修正支架的影响，但很难修正千净。发明内容[0005]有鉴于此，本发明提供一种风洞试验机，通过对其结构的设计进行风量调节和加速，风速调节范围宽，功率和成本低，且尺寸小，使用方便。[0006]所述的风洞试验机包括:壳体、轴流风机、样品支架和风速调节板；[0007]所述壳体为两端均开口的中空结构，包括依次同轴对接的风机外壳、管道变径壳体和风洞外壳;所述轴流风机和用于为轴流风机提供动力的风机电机安装在风机外壳内部；[0008]所述风速调节板安装在所述风机外壳所在端的开口处，所述风速调节板上设置有进风面积可调的进风通道，通过调整进风通道的进风面积调节进风量；[0009]所述管道变径壳体包括锥形段和设置在锥形段大端的柱形段，所述柱形段与所述风机外壳相连，锥形段小端与所述风洞外壳相连；[0010]所述风洞外壳为等直径柱形壳体，其内部固定有水平的样品支架，放置有待检测样品的托盘放置在样品支架上。[0011]所述的风洞试验机还包括设置在样品支架与管道变径壳体之间的导流板，用于将进入风洞外壳内部的风导流至所述待检测样品上方的空腔内；[0012]具体为：所述样品支架朝向管道变径壳体一端的端部设置有向上延伸的竖直支架，所述导流板为斜面板，其一端与风洞外壳端部的圆周面固接，另一端向上倾斜后支撑在所述竖直支架的顶部。[0013]有益效果：[0014]1该风洞试验机结构紧凑、可便携，利用风速调节动盘、管道变径及导流板进行风量调节和加速，比较使用交流变频技术进行风速调节方式的风洞，功率和产品成本方面大大降低。[0015]2利用导流板封闭风洞内支架结构，消除支架干扰，同时利用风洞内斜置导流板产生大的湍流效应，能够达到土壤样品充分扬尘目的。[0016]⑶采用220V市电，取电容易，使用方便。附图说明[0017]图1为该风洞试验机的结构示意图；[0018]图2为图1的A-A剖视图；[0019]图3为图1的B-B剖视图；[0020]图4为图1的C-C剖视图；[0021]图5为图1的D-D剖视图；[0022]图6为实施例2中进风孔的进风面积调节示意图。[0023]其中：1-风速调节手柄;2-风速调节动盘;3-风速调节静盘;4-风机入口端外壳体；5_风机中段外壳体;6-轴流风机;7-风机电机;8-风机出口端外壳体;9-卡扣；10-管道变径壳体；11-风洞外壳;12-风速检测仪;13-样品支架；14-竖直支架；15-导流板;16-设备支架；17-接线盒;18-连接紧固件;19-限位套筒;20-阶梯轴;21-锁紧螺母;22-土壤样品具体实施方式[0024]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。[0025]实施例1:[0026]本实施例提供一种用于进行抑尘效率测试的风洞试验机，该试验机结构紧凑、可便携、风速调节范围宽。[0027]如图1所示，该风洞试验机包括:壳体、轴流风机6、样品支架13、风速调节板和导流板15。[0028]其中壳体为两端均开口的中空结构，包括依次同轴对接的风机入口端外壳体4、风机中段外壳体5、风机出口端外壳体8、管道变径壳体10和风洞外壳11。其中风机入口端外壳体4和风机出口端外壳体8均包括锥形段和位于锥形段小端的柱形段，风机中段外壳体5的一端通过连接紧固件18与风机入口端外壳体4的锥形段大端相连，另一端通过连接紧固件18与风机出口端外壳体8的锥形段大端相连。风机中段外壳体5内设置有轴流风机6和用于为轴流风机6提供动力的风机电机7,在风机中段外壳体5外设置有设备支架16及与其内部的风机电机7电连接的接线盒17。[0029]风机入口端外壳体4柱形段的开口端作为进风端设置有风速调节板，风速调节板上设置有进风面积可调的进风孔，通过调整进风孔的面积进行风速调节。[0030]管道变径壳体10包括锥形段和设置在锥形段大端的柱形段，管道变径壳体10的两端分别与风机出口端外壳体8和风洞外壳11相连，具体为:管道变径壳体10的两端分别设置有连接段，其中柱形段端部的连接段套装在风机出口端外壳体8外部，然后通过周向分布的多个卡扣9将管道变径壳体10柱形段端部的连接段与风机出口端外壳体8固接在一起，锥形段小端端部的连接段套装在风洞外壳11外部，方便拆卸和组装。[0031]风洞外壳11为等直径柱形壳体，其内部空间作为风洞，风洞外壳n内部固定有水平的样品支架13,样品支架I3位于风洞外壳11的下半部分，待检测样品为土壤样品22,检测时将放置有待检测的土壤样品22的托盘放置在样品支架13上。[0032]为消除支架干扰，同时产生大的湍流效应，在样品支架13朝向管道变径壳体1〇—端设置有导流板15，用于将风导流至土壤样品22的上方。具体为:样品支架13朝向管道变径壳体10—端的端部设置有与样品支架13垂直的竖直支架14，竖直支架14与该侧的风洞外壳11的端面之间设置有导流板15,导流板15为斜面板，其一端与风洞外壳11端部的圆周面固接，另一端向上倾斜后位于竖直支架14的顶部，用于将风导流至土壤样品22的上方。风洞外壳11内部，土壤样品22上方，对应放置土壤样品22区域的两端分别设置有风速检测仪12。[0033]风洞外壳11可由透明材料制成，可以用在城市环境治理的其它方面，可以用来评价自然光照条件下沥青路面中的光催化剂降解汽车尾气中氮氧化物的效率。[0034]该扬尘风洞试验机的使用方法为：[0035]1首先将土壤样品22放入适应本试验机测试空间大小的托盘内，然后用防风网、洒水、喷抑尘剂或织物覆盖等抑尘措施中的一种手段对样品进行抑尘处理;对土壤样品称重并记录;将风速调节板上的进风孔面积调至最大。[0036]2将放置有土壤样品的托盘放在风洞内水平支架上；连接电源，给风机电机送电；通过调节风速调节板上进风空的进风面积调节风速，观测风速检测仪12的测量值，测量值达到试验条件时停止对风速调节板的调节。然后将轴流风机6持续运行5分钟后停机。最后对土壤样品称重并记录，得到土壤样品在试验前后重量的变化差值。[0037]该扬尘风洞试验机的原理为:采用220V市电，由轴流风机6产生气流来模拟自然风力。通过调节风速调节板的进风孔面积调节进风量来实现对风洞内风速的调节。利用管道变径壳体10及导流板15实现风速加速，使得风洞壳体11内的风速显著大于风机出口端的风速。同时利用导流板15产生大的湍流效应达到土壤样品充分扬尘的目的。该检测装置风速调节范围为3〜17ms，对应于自然风力约2〜8级。通过称量样品在不同风速情况下试验前后重量的变化来得出相应风速下抑尘措施的抑尘效率。[0038]本装置在试验时，如果土壤样品22不采取任何抑尘措施，在5分钟测试时间内土壤样品会被全部吹走，由此可见湍流效应显著，扬尘效果明显。[0039]实施例2:[0040]本实施例中风速调节板包括:风速调节动盘2和风速调节静盘3,其中风速调节动盘2和风速调节静盘3均为沿周向分布有多个圆孔作为进风孔的圆盘形结构，其中风速调节静盘3与风机入口端外壳体4固接，风速调节动盘2通过阶梯轴20与风速调节静盘3同轴相连，且在伸出风速调节动盘2外的阶梯轴20上套装有限位套筒19,通过阶梯轴20和限位套筒19实现对风速调节动盘2的轴向限位。风速调节动盘2和风速调节静盘3上通风孔个数相同，当风速调节动盘2和风速调节静盘3上进风孔完全重合，风速调节板上进风孔进风面积最大，当速调节动盘2和风速调节静盘3上的进风孔完全错开时，风速调节板封闭风机入口端外壳体4柱形段的开口端，如图6所示。风速调节动盘2端面上设置有用于带动其绕其中心轴转动的风速调节手柄1，通过转动风速调节动盘2调节进风孔的进风面积，即调节进风量，以实现对风洞内风速的调节。风速调节动盘2转动到位后通过套装在阶梯轴20外部的锁紧螺母21对其进行锁紧定位。[0041]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种风洞试验机，其特征在于，包括:壳体、轴流风机6、样品支架（13和风速调节板；所述壳体为两端均开口的中空结构，包括依次同轴对接的风机外壳、管道变径壳体10和风洞外壳11;所述轴流风机6和用于为轴流风机⑹提供动力的风机电机⑺安装在风机外壳内部；所述风速调节板安装在所述风机外壳所在端的开口处，所述风速调节板上设置有进风面积可调的进风通道，通过调整进风通道的进风面积调节进风量；所述管道变径壳体（10包括锥形段和设置在锥形段大端的柱形段，所述柱形段与所述风机外壳相连，锥形段小端与所述风洞外壳11相连；所述风洞外壳（11为等直径柱形壳体，其内部固定有水平的样品支架（13，放置有待检测样品的托盘放置在样品支架（13上。2.如权利要求1所述的风洞试验机，其特征在于，还包括设置在样品支架（13与管道变径壳体10之间的导流板15，用于将进入风洞外壳（11内部的风导流至所述待检测样品上方的空腔内；具体为:所述样品支架（13朝向管道变径壳体（10—端的端部设置有向上延伸的竖直支架（14，所述导流板（15为斜面板，其一端与风洞外壳11端邰的圆周面固接，另一端向上倾斜后支撑在所述竖直支架14的顶部。3.如权利要求1或2所述的风洞试验机，其特征在于，所述风速调节板包括:风速调节动盘⑵和风速调节静盘3，所述风速调节静盘3固接在所述风机外壳开口端，端面上设置有进风通道的圆盘形结构;风速调节动盘2通过阶梯轴（20与风速调节静盘3同轴相连;通过转动所述风速调节动盘¾改变其遮挡的风速调节静盘3上进风通道的面积，进而改变进风通道的进风面积；当进风通道的进风面积调整到设定值后，通过锁紧件对所述风速调节动盘2进行锁紧定位。4.如权利要求3所述的风洞试验机，其特征在于，所述风速调节动盘2和风速调节静盘CB均为沿周向设置有两个以上进风孔的圆盘形结构，风速调节静盘3上的进风孔作为进风通道;所述风速调节动盘2和风速调节静盘3上进风孔个数相同，当风速调节动盘⑵转动至其上进风孔与风速调节静盘3上进风孔位置一一对应时，所述风速调节板上进风通道面积最大，当风速调节动盘2转动至其上进风孔与风速调节静盘3上的进风孔完全错开时，所述风速调节板封闭所述风机外壳开口端。5.如权利要求3或4所述的风洞试验机，其特征在于，所述风速调节动盘⑵端面上设置有用于带动风速调节动盘2绕其中心轴转动的风速调节手柄1。6.如权利要求1或2所述的风洞试验机，其特征在于，所述风洞外壳（11内部，待检测样品所在区域的轴向两端分别设置有用于测量风洞外壳11内部风速的风速检测仪12。7.如权利要求1或2所述的风洞试验机，其特征在于，所述风洞外壳（11可由透明材料制成。8.如权利要求1或2所述的风洞试验机，其特征在于，所述风机外壳包括入口端壳体⑷、风机中段壳体⑸和风机出口端壳体8，所述轴流风机⑹和风机电机⑺安装在风机中段壳体5内部;所述风机入口端外壳体⑷和风机出口端外壳体8均包括锥形段和位于锥形段小端的柱形段，所述风机中段外壳体5的一端通过连接紧固件与风机入口端外壳体⑷的锥形段大端相连，另一端通过连接紧固件与风机出口端外壳体8的锥形段大端相连。

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