[发明专利]一种教学演示与实验用的桌面式直流低速风洞

说明书

本发明提供了一种教学演示与实验用的桌面式直流低速风洞，包括：喇叭口1、稳定段2、收缩段3、实验段4、扩散段5、动力段6，其中：实验段4采用透明的材料制作；实验段4包括实验段上壁20、下壁18、第一侧壁17、第二侧壁19和测力天平11，上壁、下壁、第一侧壁和第二侧壁上都开有预留开孔10，用于安装各种实验设备；第一侧壁和第二侧壁可打开，以方便实验设备的安装与更换；采用了动力风扇后置、设置了复杂气流稳定装置和测量演示等手段，能够满足教室开展基本空气动力学测量实验的要求，使大中小学生能通过动手操作认识和学习空气动力学，降低了风洞实验的门槛，简化了操作，实现了多用途测量与演示。

技术领域

本发明涉及一种教学演示与实验用的桌面式直流低速风洞。

背景技术

空气动力学实验中，通常采用风洞实验来研究物体在流动的空气中运动时的物体与空气之间的相互作用。风洞可以通过采用自然或人造的方式在实验段内产生气流运动，并将实验物体放置在风洞内部，依据相对性原理，模拟物体在空气中运动时受到的气动力。通过风洞，可以研究并认识物体与空气之间的相互作用关系，对于航空航天研究与教学具有重要的意义。

目前的风洞主要集中在航空航天专门院校、科研场所与工业部门，其使用的大型风洞具有实验门槛高、价格昂贵、操作复杂、占地面积大等特点，使得风洞教学演示与测量实验无法纳入教学大纲。

同时，现有的实验用小型风洞主要以实现某一功能的定性演示为主，缺乏相应配套的定量展示与测量工具与手段，无法完成基本的实验测量工作。大部分风洞由于没有准确的风洞风速测量装置，也缺乏可调节转速的风机，无法对实验段风速进行准确控制。例如，公告号为CN203386396U的中国发明专利，公开了“一种风洞演示实验装置”，仅将飞行器通过导孔安装在实验段内的导杆上来演示升力的效果。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种教学演示与实验用的桌面式直流低速风洞，其特征在于包括：

喇叭口、稳定段、收缩段、实验段、扩散段、动力段，

其中：

实验段采用透明的材料制作，一般可以采用较为厚的有机玻璃，

实验段包括实验段上壁、下壁、第一侧壁、第二侧壁和测力天平，上壁、下壁、第一侧壁和第二侧壁上都开有预留开孔，用于安装各种的实验设备，

第一侧壁和第二侧壁可以打开，以便方便地进行实验设备的安装与更换，

实验段上开有若干预留开孔，用于安装实验仪器，

实验段上装有皮托管压强传感器，用于测量实验段内的气流流速，

第二侧壁上通过天平卡具固定有测力天平，用于对实验段内安装的翼型实验模型受到的气动力进行测量，

测力天平包括多维力传感器、天平支撑装置、联轴器、天平俯仰迎角指示盘，其中：

多维力传感器被紧固在天平支撑转置上，

天平支撑装置与天平俯仰迎角指示盘固连，通过实验段天平卡具固定在第二侧壁上，

第二侧壁上标注有天平俯仰指示针，俯仰角指示盘上标注有俯仰角刻度，

实验模型的俯仰角通过旋转测力天平得到调节，

实验模型通过联轴器与多维力传感器固连。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施例的桌面式直流低速风洞的示意图。

图2为根据本发明的一个实施例的桌面式直流低速风洞的侧面示意图。

图3为根据本发明的一个实施例的桌面式直流低速风洞的纵剖面示意图。