多功能风系统论文和设计-沈明

全文摘要

本实用新型揭露一种多功能风系统，包括流道、驻室、动力段，所述流道包括进气口、稳定段、收缩段、收集段、过渡段；所述动力段采用吸气的型式可以将空气从进气口吸入，流经稳定段、收缩段，喷入驻室，再从收集段收集后进入过渡段，再流经动力段后向外排出；在收集口后方的流道上设有便于拆装的低风速稳定器，能够增加流道阻力，从而能够提高低风速试验时风系统电机的转速，提高低风速下电机的转速精度控制，由此提高风系统在低风速试验下的流场稳定性。

主设计要求

1.一种多功能风系统，包括流道、驻室、动力段，所述流道包括进气口、稳定段、收缩段、收集段、过渡段；所述动力段采用吸气的型式可以将空气从进气口吸入，流经稳定段、收缩段，喷入驻室，再从收集段收集后进入过渡段，再流经动力段后向外排出；所述稳定段内设有整流装置；所述收缩段设有与稳定段出口连通的进口及与驻室相通并且截面尺寸比收缩段进口小的收缩段出口；所述收集段位于驻室内，收集段的前部设有收集口；所述驻室具有位于收缩段出口和收集口之间的风速试验区域；其特征在于：所述收集口后方的流道上设有便于拆装的低风速稳定器，在风速试验区域需进行低风速试验时，可将该低风速稳定器安装于流道上以提高风速试验区域流场的稳定性。

设计方案

2.根据权利要求1所述的多功能风系统，其特征在于：所述低风速稳定器是一种空气阻力装置。

3.根据权利要求2所述的多功能风系统，其特征在于：所述低风速稳定器为阻力板，阻力板上设有规则排列的通气孔。

4.根据权利要求3所述的多功能风系统，其特征在于：所述阻力板外围设有将阻力板固定于流道上安装孔。

5.根据权利要求2所述的多功能风系统，其特征在于：所述低风速稳定器为阻力框架，阻力框架包括安装于流道上的框架以及安装于框架上的阻尼网。

6.根据权利要求1所述的多功能风系统，其特征在于：所述低风速稳定器设置于流道的收集段上。

7.根据权利要求6所述的多功能风系统，其特征在于：所述收集段上设有吊耳，所述驻室的顶部设有导滑槽，该收集段通过吊耳挂在导滑槽内移动，该低风速稳定器位于收集段与过渡段之间。

8.根据权利要求1所述的多功能风系统，其特征在于：所述低风速稳定器设置于流道的过渡段上。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的多功能风系统，其特征在于：所述过渡段具有同轴扩散结构，该同轴扩散结构为数个截面大小不同的筒体及连接筒体的支撑架，且该筒体为同轴心设置。

10.根据权利要求1所述的多功能风系统，其特征在于：所述过渡段具有同轴扩散结构，上述低风速稳定器可拆卸的安装于同轴扩散结构的前方。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多功能风系统，尤其涉及一种兼具低风速试验稳定性和高风速试验稳定性的多功能风系统。

背景技术

风速仪作为风速的计量、测量设备广泛的应用于生产生活中，用以测量所处环境的风速。由于风速仪作为计量仪器的属性，需要保证其测量的可靠性和精度，因此在出厂或投入使用中需要对风速仪的技术指标进行校准和检定。

风速仪的校准和检定需要符合风速仪的检定规范，比如气象领域的QX\/T84-2007《气象低速风洞性能测试规范》，通常需要风速仪进行高、低风速的试验，以全面检测风速仪的性能。检定风速仪通常采用能模拟产生均匀流场的风系统，而目前该技术领域内的已知风系统通常比较容易实现高风速(V≥5m\/s)下的流场稳定性，而很难实现低风速(V＜5m\/s)下的流场稳定性，尤其是极低风速(V＜2m\/s)下的流场稳定性。因此，目前已知风系统对风速仪的检定都存在低风速检定的可靠性问题。由此，需要设计一种兼具低风速试验稳定性和高风速试验稳定性的多功能风系统，以能够全面检测风速仪的性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种兼具低风速试验稳定性和高风速试验稳定性的多功能风系统。

为实现上述目的本实用新型具有如下技术方案：一种多功能风系统，包括流道、驻室、动力段，所述流道包括进气口、稳定段、收缩段、收集段、过渡段；所述动力段采用吸气的型式可以将空气从进气口吸入，流经稳定段、收缩段，喷入驻室，再从收集段收集后进入过渡段，再流经动力段后向外排出；所述稳定段内设有整流装置；所述收缩段设有与稳定段出口连通的进口及与驻室相通并且截面尺寸比收缩段进口小的收缩段出口；所述收集段位于驻室内，收集段的前部设有收集口；所述驻室具有位于收缩段出口和收集口之间的风速试验区域；所述收集口后方的流道上设有便于拆装的低风速稳定器，在风速试验区域需进行低风速试验时，可将该低风速稳定器安装于流道上以提高风速试验区域流场的稳定性。

进一步改进方案：所述低风速稳定器是一种空气阻力装置。

进一步改进方案：所述低风速稳定器为阻力板，阻力板上设有规则排列的通气孔。

进一步改进方案：所述阻力板外围设有将阻力板固定于流道上安装孔。

进一步改进方案：所述低风速稳定器为阻力框架，阻力框架包括安装于流道上的框架以及安装于框架上的阻尼网。

进一步改进方案：所述低风速稳定器设置于流道的收集段上。

进一步改进方案：所述收集段上设有吊耳，所述驻室的顶部设有导滑槽，该收集段通过吊耳挂在导滑槽内移动，该低风速稳定器位于收集段与过渡段之间。

进一步改进方案：所述低风速稳定器设置于流道的过渡段上。

进一步改进方案：所述过渡段具有同轴扩散结构，该同轴扩散结构为数个截面大小不同的筒体及连接筒体的支撑架，且该筒体为同轴心设置。

进一步改进方案：所述过渡段具有同轴扩散结构，上述低风速稳定器可拆卸的安装于同轴扩散结构的前方。

本实用新型的多功能风系统具有如下有益效果：在收集口后方的流道上设有便于拆装的低风速稳定器，能够增加流道阻力，从而能够提高低风速试验时风系统电机的转速，提高低风速下电机的转速精度控制，由此提高风系统在低风速试验下的流场稳定性。

附图说明

图1为本实用新型多功能风系统的立体剖切示意图；

图2为本实用新型多功能风系统的侧面示意图；

图3为图1所示部分结构的局部放大图；

图4为本实用新型第一实施方式阻力板的正面示意图；

图5为图1所示圆圈的局部放大图；

图6为本实用新型第二实施方式阻力板的正面示意图；

图7为图1所示同轴扩散段的立体示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图7所示，为本实用新型揭露的一种多功能风系统的示意图，其中图6展现了阻力板的第二实施方式示意图，请优先参阅图1至图5及图7所示，该多功能风系统包括有支架1及安装于支架1上的流道、驻室5和动力段8，流道包括位于同一中心轴线上且连通在一起的进气口2、稳定段3、收缩段4、收集段6及过渡段7。该驻室5在使用状态下为密封结构，并设有一对开口及门，该一对开口分别与收缩段及过渡段相互连通，所述驻室5内于收缩段4与收集段6之间形成有风速试验区域。所述驻室5内的风速试验区域可安装风速仪9，进行风速仪的校准、检定。所述驻室5的门具有方便进出驻室在风速试验区域操作的功能。在本实施方式中，该风速仪位于风速试验区域内且位于收集段的收集口前方，容后详述。

在本实施方式中，所述动力段8内安装有电机及电机驱动的风扇(未图示)，所述动力段8采用吸气的型式可以将空气从进气口2吸入，流经稳定段3、收缩段4、驻室5、收集段6、过渡段7，再经过动力段8后向外排出；所述稳定段4内设有整流装置(如阻尼网、蜂窝器)，以对气流进行整流，使气流充分均匀和稳定；所述收缩段4设有与稳定段出口连通的进口及与驻室的开口相通并且截面尺寸比收缩段进口小的收缩段出口41，该收缩段可均匀加速气流流动，使其达到密闭型驻室内风速试验区的所需流速；所述收集段6位于驻室5内并与驻室相通，收集段6的前部设有收集口61；所述驻室5为密闭的空间结构；所述驻室5具有位于收缩段出口41和收集口61之间的风速试验区域51，可模拟风环境下进行风速试验，且上述风速仪9安装于该风速试验区域51内。所述进气口2端设有隔离网21，即设置在空气流进的开口端，该隔离网21由多根垂直排布的钢丝22按照一定的间隔排布编织而成，并形成数个小孔状23，以防止异物进入洞体内。所述多功能风系统进一步设有位于驻室5顶部内的导滑槽52，所述收集段6上设有可拆装的低风速稳定器62及吊耳63，该收集段6通过吊耳63挂在导滑槽52内左右移动，方便低风速稳定器62的更换或拆除；在本实施方式中，该低风速稳定器62位于收集段6后部并采用螺栓紧固于驻室上，且该低风速稳定器62位于收集段6与过渡段7之间，在风速试验区域51需低风速试验时，将该低风速稳定器51安装于收集段6上，可增加空气流经收集段的阻力，以提高该低风速风速试验时电机的转速，从而提高该低风速风速试验时电机的转速精度控制，由此改善低风速试验时风速试验区域51的流场稳定性。

请再参阅图7所示，所述过渡段7具有同轴扩散结构，当然，其前端或后端也可具有直段过渡分别与对应结构连接，该同轴扩散结构内有数个大小不同的筒体，在本实施方式中，该数个筒体为大小逐渐变小的第一筒体71、第二筒体72及第三筒体73，并通过支撑架74将该数个筒体连接为一整体，且该第一、第二、第三筒体为同轴心设置，具有将气流的动能恢复成压力能，从而减少气流在过渡段7下游的能量损失，由上述可知，所述低风速稳定器62也可安装于过渡段7的前方，同样能解决本实用新型的技术问题。

请再参阅图3至图5所示，所述低风速稳定器62是一种空气阻力装置，在本实施方式中，该低风速稳定器62为阻力板，且阻力板外围设有将阻力板固定于收集段上的安装孔；当风系统需要进行低风速试验时，可将低风速稳定器62装在收集段6后方，以提高风速试验区域51风速的稳定性，当风系统需要进行高风速试验时将低风速稳定器61从收集段6上拆除，从而，通过便捷的可拆装结构，依据高速或低速试验的需求决定是否安装低风速稳定器，具有使用方便、效果明显、降低成本的功效，并且使该风系统能够同时兼具低风速试验稳定性和高风速试验稳定性，克服了现有技术的缺陷。

所述收集段6的一端朝外扩展，形成所述收集口61，另一端对应过渡段7设置，朝外扩张端可以收集更多的风量。在本实施方式中，该阻力板上设有规则排列的通气孔64，且收集段6设有位于收集口后方、阻力板前方的多个平衡孔65，该平衡孔65可平衡进入收集段的气流，并对作用在驻室5内、外壁的脉动压差起缓冲平衡作用，从而削弱自由射流旋涡撞击驻室5所引起的结构振动。

在本实施方式中，当风速仪9需要检测2～5m\/s风速下的可靠性时，可以在收集段6安装上述阻力板62，且该阻力板62的数个通气孔64呈圆周排列，可以形成更多的通气孔。在电机运转的情况下驱动风扇转动形成风速流动气流，由于设置有通气孔64的阻力板62，从而增加了该处的气流流动阻力，减少了进入过渡段7内的风量。因此，如需要在风速试验区域达到和不安装阻力板时相同的风速，则需要动力段8内的电机提高转速，以使动力段产生更大的增压量去克服安装阻力板造成的流道阻力。从而使在低风速下也可准确的检测风速仪9的精准度，并且无需降低电机的转速，可以防止电机长时间在低转速下运转，防止电机发热烧毁的风险。

图6为阻力板的第二实施方式示意图，在风系统进行风速仪9的更低风速检测时(如0.2～2m\/s时)，最常见的就是风速仪的启动风速(通常为0.5m\/s)检测，可以更换另一阻力板62’，如图6所示的阻力板62’，该阻力板62’的通气孔64’大致呈横纵向排列的方形结构，但该阻力板62’的通气孔64’的流通截面积小于阻力板62的通气孔64的流通截面积，即安装阻力板62’造成的流道阻力比安装阻力板62造成的流道阻力更大。

当然，上述低风速稳定器62也可为阻力框架，即阻力框架包括安装于收集段上的框架以及安装于框架上的阻尼网，该框架上设有将阻力框架固定于收集段上的安装孔(未图示)。通过该阻力框架可方便安装至收集段上，且该阻尼网的通气孔比较密集，从而能够提供较大的流道阻力。

更换时，由于收集段6是通过吊耳63与导滑槽52滑动连接在驻室5内，仅需将收集段6朝左端移动，增大阻力板与过渡段的距离，并拆下前一阻力板62，换上新的阻力板62’，并再次将收集段6朝右端移动，使收集段6与过渡段7对应后紧固，以便气流可以从收集段6进入过渡段7内。由此，可以进一步增加流道阻力，降低进入过渡段7的风量，从而实现风速试验区域内相同试验风速时电机转速的提高，可以更精确的检测风速仪低风速下的可靠性。

本实用新型通过将多功能风系统的收集段上设置可以拆卸的阻力板62，且依据风速试验区域不同风速的试验需求，更换不同的阻力板，可以调节流道阻力，使低风速试验时也能保证动力段电机在较高转速下运转，提高电机的转速精度控制，从而能够实现兼顾风系统低风速试验稳定性的需求，实现一套风系统同时具备低风速试验稳定性和高风速试验稳定性的多功能试验能力。

以上实施方式是将低风速稳定器安装于流道的收集段上，当然低风速稳定器安装位置不局限于此，也可以安装于流道的扩散段上，同样也可以实现其调节流道阻力，使低风速试验时也能保证动力段电机在较高转速下运转，提高电机的转速精度控制，从而实现兼顾风系统低风速试验稳定性的目的。进一步讲，该低风速稳定器可以安装在如上实施方式中扩散段的同轴扩散结构的前方。

尽管为示例目的，已经公开了本实用新型的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本实用新型的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

设计图

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