[发明专利]一种风沙风洞的空气整流装置

说明书

本发明提供了一种风沙风洞的空气整流装置，包括呈长方体的两端开放的洞体和沿进气方向依次布置在洞体内的蜂窝器、阻尼网和粗糙元，所述蜂窝器包括从上往下依次布设的第一蜂窝单元、第二蜂窝单元和第三蜂窝单元，同一所述蜂窝单元均由同种管径、长度的管段依次排列组合而成，第一蜂窝单元中的管段管径大于第二蜂窝单元，第二蜂窝单元中的管段管径大于第三蜂窝单元，所述粗糙元为多个均匀布设的正方体块。本发明从前往后依次排布了组合式蜂窝器、阻尼网、粗糙元，设备结构紧凑，体积小巧，便于搬运移动，在野外进行地表风沙流原位测试需要挪动样地的时候只需两人一前一后即可轻松完成，实用性强，可推广使用。

技术领域

本发明涉及一种模拟风沙现象的风沙风洞，具体涉及一种风沙风洞的空气整流装置。

背景技术

风沙风洞是一种模拟野外风沙现象的低速风洞，用于研究不同植被及风蚀物颗粒在风沙运移过程中风沙流的变化规律，风沙风洞对仿真自然流场的要求较高，为获得品质稳定、气流均匀、湍流度低的流场，常采用加装空气整流装置的方法实现稳定气流及仿真大气边界层的目的。

稳定气流常通过稳定段实现，一般由蜂窝器与阻尼网组成，蜂窝器的作用是导直气流，降低气流湍流度，降低气流波动，使气流速度分布均匀，蜂窝器由方形、圆形、六边形的小管道组成，阻尼网可以将大漩涡分割成小漩涡，降低湍流度，使气流分布均匀。

对大气边界层的准确仿真是风沙风洞流场品质的重要保证，大气边界层模拟有两种方法：自然形成与人工形成，自然形成大气边界层需要长度达20～30倍宽度的长实验段，而人工形成则可以大大缩短所需长度，常采用网格法、棒栅法、尖劈法等方法。现有的空气整流装置往往体积较大，不易人工移动，蜂窝器规格单一，不能灵活组合变化，对气流的整流效果较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种风沙风洞的空气整流装置，本发明具有较好的气流品质、较小的设备体积及便捷的使用操作方法，实用性强。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种风沙风洞的空气整流装置，其特征在于，包括呈长方体的两端开放的洞体和沿进气方向依次布置在洞体内的组合式蜂窝器、阻尼网和粗糙元。

所述组合式蜂窝器包括由上至下依次布置的第一蜂窝单元、第二蜂窝单元和第三蜂窝单元，所述第一蜂窝单元、第二蜂窝单元和第三蜂窝单元由不同管径的管段依次排列叠放组合而成，同一蜂窝单元内的管段的直径和长度均相等，所述组合式蜂窝器内按从上往下的顺序第一蜂窝单元、第二蜂窝单元和第三蜂窝单元内的管段直径依次减小。

所述粗糙元包括多个均匀布设在洞体下底面上的正方体块，所述正方体块的边长为5cm，所述多个正方体块每排间隔15cm布置3个，共布置3排，且排间隔为10cm。

所述阻尼网选用20目单层阻尼网。

优选地，洞体的长宽高分别为1m、0.6m和0.5m。

优选地，所述第一蜂窝单元内的管段直径为50mm，管段长度为25cm，且第一蜂窝单元内的管段每排布置11～12根管段，共布置6排；所述第二蜂窝单元内的管段直径为20mm，管段长度为15cm，且第二蜂窝单元内的管段每排布置29～30根，共布置7排；所述第三蜂窝单元内的管段直径为15mm，管段长度为15cm，且第三蜂窝单元内的管段每排布置39～40根管段，共布置5排，所述各个蜂窝单元中管段的层数排布可根据实际使用时的地表状况进行调整，并不仅限于层数为7、6、5的布置方式。

优选地，所述阻尼网垂直于进气方向设置在组合式蜂窝器的后方，所述阻尼网与所述洞体侧壁无间隙贴合。

优选地，所述洞体内放置组合式蜂窝器的位置的左右两侧设置有卡槽，所述第一蜂窝单元、第二蜂窝单元和第三蜂窝单元的下方均设置有与所述卡槽配合用于方便隔离、更换蜂窝单元的卡扣，当需要对风速廓线调节时，抽出组合式蜂窝器，换上适宜管径的蜂窝单元，插入卡槽即可。