[实用新型]一种自循环风洞实验装置

说明书

本实用新型公开了一种自循环风洞实验装置。其主体底部下方设有蓄水箱，箱中有雾化机，雾化机通过导烟管与箱体连接，内设多处整流段，整流段中设有整流格栅，整流格栅后面设有进入箱体的导烟管，导烟管后是可拆卸模型装载平板，观察箱体与装载平板连接，箱体内设有可拆卸实验组件，观察箱体两侧设有悬挂部件，观察箱体后方连接出口整流段，在出口整流段内设有整流格栅，出口整流段后连接凝水段，其中设有散热器，散热器下方设置冷凝机，在冷凝机下方以及凝水段内，设有凝水网格，凝水网格下方设有收集管，凝水段后设有引流器。本实用新型设计轻便合理，可以直观演示风洞实验，是现代教学的理想仪器。

技术领域

本实用新型属于实验演示仪器领域，具体涉及一种自循环风洞实验装置。

背景技术

风洞，是能人工产生和控制气流，以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状试验设备，它是进行空气动力试验最常用、最有效的工具。风洞实验有如下四个优点：①能比较准确地控制实验条件，如气流的速度、压力、温度等；②实验在室内进行,受气候条件和时间的影响小,模型和测试仪器的安装、操作、使用比较方便；③实验项目和内容多种多样，实验结果的精确度较高；④实验比较安全，而且效率高、成本低。因此，风洞实验在空气动力学的研究、各种飞行器的研制方面，以及在工业空气动力学和其他同气流或风有关的领域中，都有广泛应用。

烟流法是最为常见的一种风洞观测方法，它是用风洞中特制烟管或模型上放出的烟流显示气体绕模型的流动图形。世界各国建设了不少烟风洞。通常是在风洞外把不易点燃的矿物油用金属丝通电加热而产生的烟引入风洞；也有将涂有油的不锈钢或钨丝放在模型前，实验时通电将钨丝加热，产生细密的烟雾。为了保证烟束清晰不散,必须采用大收缩比的收缩段、稳定段或风洞入口加装抗湍流网和采用吸振性能好的材料制造洞壁等措施，保持烟流为层流状态。烟流法除用于观察绕模型的流动，还可用来测量边界层过渡点位置和研究涡流结构。

然而，烟流法中通常以有毒有害的烟雾作为显示介质，其末端通常需要连接烟气处理装置。而对于小型的教学仪器而言，烟气处理装置的运行成本和制造成本都过大，无法推广使用。而且其使用环境通常是教室等封闭场所，烟气处理装置本身又会产生一定的噪声污染或者其他二次污染，因而不适合此类风洞装置。

发明内容

本实用新型的目的解决现有技术中存在的问题，并提供一种自循环风洞实验装置。本实用新型所采用的具体技术方案如下：

自循环风洞实验装置，其包括演示箱和风道，风道呈C字形，两端分别连通演示箱的入口和出口，形成循环回路；风道中设置有用于提供烟气循环动力的引流器；演示箱中安插有一块模型装载平板，模型装载平板上设置有用于挂接试验模型的挂接件；所述的演示箱入口之前的风道中安装有入口整流格栅作为入口整流段，演示箱出口之后的风道中也安装有出口整流格栅；出口整流格栅后端的风道中安装有冷凝机，作为凝水段；冷凝机的凝水网格位于风道的凝水段中，凝水网格底部的集水区域通过导流管连接至风道外部；整流段与演示箱入口之间设置有一端封闭的导烟管，导烟管上开设有若干个出烟口，导烟管的另一端连接雾化机的出雾口，雾化机设置于蓄水箱的液面以下。

该烟气风洞中采用雾化机生成的水雾来作为烟气，足以实现小型风洞试验中显示流场的作用，而且将风洞设置成自循环形式，可以杜绝开放式的风洞中的外部扰动，更有利于内部形成准确、真实的流场形态。

作为优选，所述风道的各弯角位置中也设有弯道整流格栅，弯角位置容易出现紊流，因此需要加强整理。

作为优选，所述的演示箱两侧设置有用于悬挂的悬挂部件，可以方便地将仪器挂在墙上进行演示。

作为优选，所述的风道在入口整流段之前具有一段直径扩大段，直径扩大的过程中，气流速度得以降低，结合后续的整流格栅，能够使原本有扰动紊流的气流得以平稳地进入演示箱入口。

作为优选，所述的导流管末端回流至蓄水箱中，实现实验用水的循环使用。