一种研究制造技术

本实用新型专利技术公开了一种研究涡对流场品质影响的试验装置，涉及计量风洞研究设备技术领域，主要目的是提供一种能够对湍流强度下涡的产生

【技术实现步骤摘要】
一种研究涡对流场品质影响的试验装置


[0001]本技术涉及计量风洞研究设备
，尤其涉及一种研究涡对流场品质影响的试验装置
。

技术介绍

[0002]各类风洞的结构基本包括稳定段
、
收缩段
、
试验段
、
扩压段等几部分；其中收缩段作为风洞的重要组成部分，主要作用是利用收缩的型面均匀加速气流，使气流达到风洞试验所需的流速，且收缩段的设计是风洞设计至关重要的部分，它直接影响试验段的流场品质；因而，认为收缩曲线是风洞试验系统设计的关键
。
较为常见收缩曲线类型有3种，即维氏曲线
、
双三次曲线和五次曲线等；近年来，国内外很多学者对风洞收缩段曲线进行重新设计
、
优化改进等，衍生出很多曲线类型
。
胡振震等开展了高超声速风洞轴对称喷管收缩段设计研究，设计了基于三角函数和双曲函数
、B
样条函数的两种收缩曲线，实现收缩段出
/
入口曲率半径可调，得出了设计收缩曲线的一般性结论；徐杰等在收缩射流管的结构设计中，采用了正弦曲线作为收缩曲线；刘卫红等从边界层修正的角度对收缩曲线进行优化，改善了风洞实验段流场品质；
Kim
等直接对
Morel
方程绘制的五条收缩曲线进行比较，得到的最优曲线使得收缩段出口相对于入口的湍流度降低约
75
％；罗静等通过直接比较不同曲线的气流性能来寻找最优设计曲线
。
以上研究，通过新设计或优化收缩曲线的方法一定程度上改善了流场品质
。
[0003]但由于凹壁表面流动不稳定现象称为不稳定性，形成反向旋转的涡称为涡；这种不稳定性并非局限于凹形几何体中，对于凸形平面的岩壁射流也存在不稳定性
。
在风洞部件收缩段中，前半部分是凹形曲率的壁面
、
后半部分是凸形曲率的壁面，为涡的产生创造了条件
。
但很少有研究报道涡对流场品质的影响，尤其是低扰动环境下流动产生的涡
。
[0004]自从发现了曲面流动不稳定性这一问题以来，人们便对这一问题展开了广泛的研究
。
研究主要采用实验研究和数值计算，实验研究主要采用表面流动
、
悬浮粒子流动
、
电解流可视化；数值计算主要采用线性稳定性理论和非线性稳定性理论来研究涡
。
而在实际过程中，实验研究远远落后于理论分析，其中最缺乏的就是用现代实验手段研究低扰动环境下的流动产生的涡
。
主要表现在以下几个方面：
[0005]第一，收缩曲面加工难度大
、
造价高昂；
[0006]第二，收缩曲面不同材质
(
表面粗糙度
)
对涡产生机制的影响难度大；
[0007]第三，低扰动环境条件的产生难度大
。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本技术实施例提供一种研究涡对流场品质影响的试验装置，主要目的是提供一种能够对湍流强度下涡的产生
、
运动规律以及试验段流
场品质的影响机制进行验证和优化提供科学依据的一种研究涡对流场品质影响的试验装置
。
[0009]为达到上述目的，本技术主要提供如下技术方案：
[0010]本技术实施例提供了一种研究涡对流场品质影响的试验装置，该装置包括：
[0011]收缩部件，所述收缩部件包括前挡板
、
后挡板
、
上曲面板和下曲面板，所述上曲面板和所述下曲面板设置在所述前挡板和所述后挡板之间，所述上曲面板与所述下曲面板之间的区域具有第一开口和第二开口；
[0012]发烟部件，所述发烟部件设置在所述第二开口的外侧；
[0013]风洞部件，所述风洞部件连接于所述第一开口；
[0014]摄像部件，所述摄像部件设置在所述收缩部件的侧面
。
[0015]进一步的，所述前挡板包括上支撑板
、
中支撑板和下支撑板，所述上支撑板与所述中支撑板夹持所述上曲面板，所述下支撑板与所述中支撑板夹持所述下曲面板
。
[0016]进一步的，所述上曲面板与所述下曲面板以所述中支撑板的轴线为对称结构设置
。
[0017]进一步的，所述上曲面板靠近所述第一开口的一端为第一端横板，所述上曲面板靠近所述第二开口的一端为第二端横板，所述第一端横板与所述第二端横板相互平行，所述下曲面板靠近所述第一开口的一端为第三端横板，所述下曲面靠近所述第二开口的一端为第四端横板，所述第三端横板与所述第四端横板相互平行
。
[0018]进一步的，所述第一开口的长度小于所述第二开口的长度
。
[0019]进一步的，所述收缩部件还包括固定螺栓，所述上支撑板和所述下支撑板具有多个第一通孔，所述后挡板具有多个第二通孔，所述固定螺栓依次穿过所述第一通孔和所述第二通孔
。
[0020]进一步的，所述风洞部件包括动力段
、
扩散段和试验段，所述扩散段的轴线与所述收缩部件的轴线相互重合
。
[0021]进一步的，所述扩散段的轴线与所述收缩部件的轴线相互垂直设置
。
[0022]进一步的，所述动力段内设置风机
。
[0023]进一步的，所述扩散段下部设置加热丝
。
[0024]与现有技术相比，本技术具有如下技术效果：
[0025]本技术实施例提供的技术方案中，收缩部件的作用是形成负压引流，所述收缩部件包括前挡板
、
后挡板
、
上曲面板和下曲面板，所述上曲面板和所述下曲面板设置在所述前挡板和所述后挡板之间，所述上曲面板与所述下曲面板之间的区域具有第一开口和第二开口；发烟部件的作用是提供有色烟气，所述发烟部件设置在所述第二开口的外侧；风洞部件的作用是提供风洞试验的动力，所述风洞部件连接于所述第一开口；摄像部件的作用对有色烟气的流动进行捕捉，所述摄像部件设置在所述收缩部件的侧面，相对于现有技术，采用实验研究和数值计算，实验研究主要采用表面流动
、
悬浮粒子流动
、
电解流可视化；数值计算主要采用线性稳定性理论和非线性稳定性理论来研究涡，而在实际过程中，实验研究远远落后于理论分析，其中最缺乏的就是用现代实验手段研究低扰动环境下
的流动产生的涡，主要表现在以下几个方面：第一，收缩曲面加工难度大
、
造价高昂；第二，收缩曲面不同材质
(
表面粗糙度
)
对涡产生机制的影响难度大；第三，低扰动环境条件的产生难度大，本技术方案中，通过前挡板和后挡板将上曲面板和下曲面板固定，使得上曲面板和下曲面板之间形成烟气通道，发烟部件产生有色烟气，风洞部件启动，使得有色烟气在负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种研究涡对流场品质影响的试验装置，其特征在于，包括：收缩部件，所述收缩部件包括前挡板
、
后挡板
、
上曲面板和下曲面板，所述上曲面板和所述下曲面板设置在所述前挡板和所述后挡板之间，所述上曲面板与所述下曲面板之间的区域具有第一开口和第二开口；发烟部件，所述发烟部件设置在所述第二开口的外侧；风洞部件，所述风洞部件连接于所述第一开口；摄像部件，所述摄像部件设置在所述收缩部件的侧面
。2.
根据权利要求1所述的一种研究涡对流场品质影响的试验装置，其特征在于，所述前挡板包括上支撑板
、
中支撑板和下支撑板，所述上支撑板与所述中支撑板夹持所述上曲面板，所述下支撑板与所述中支撑板夹持所述下曲面板
。3.
根据权利要求2所述的一种研究涡对流场品质影响的试验装置，其特征在于，所述上曲面板与所述下曲面板以所述中支撑板的轴线为对称结构设置
。4.
根据权利要求3所述的一种研究涡对流场品质影响的试验装置，其特征在于，所述上曲面板靠近所述第一开口的一端为第一端横板，所述上曲面板靠近所述第二开口的一端为第二端横板，所述第一端横板与所述第二端横板相互平行，所述下曲面板靠近所述第一开口的一端为第三端横板...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，赵宏亮，王亮，热孜完古丽，
申请(专利权)人：新疆维吾尔自治区计量测试研究院，
类型：新型
国别省市：