[实用新型]一种带旁路的双试验段直流阵风风洞

说明书

本实用新型公开了一种带旁路的双试验段直流阵风风洞，包括依次连接的稳定与收缩段、第一试验段、合流段、动力段、分流段、第二试验段、和出口段，其特征在于：还设置旁路段，旁路段一端与合流段连接，另一端与分流段连接。采用本实用新型的阵风风洞，能够实现产生低频率的阵风，可以模拟大气边界层中自然风的阵风效应，用以研究阵风对大气边界层中各种物理现象的影响，能够在一个阵风风洞内部进行两种试验，更加经济和快捷并且效率更高。

技术领域

本实用新型涉及一种阵性风风洞实验装置，更具体地说，它涉及一种带旁路的双试验段直流阵风风洞。

背景技术

风洞简单地说就是一根经过特殊设计的长形管道，由动力系统(电动机和风扇)在其内部产生一股可以人为自由控制的气流，用它来模拟物体在空气中运动时空气的流动现象、物体受力的情况、空气绕某些固定物体的绕流现象以及烟气在空气中的迁移、扩散现象等”。

边界层风洞，在风工程领域的研究中起着越来越重要的作用。边界层风洞具有模拟大气边界层流动的能力，能为研究大气污染物的扩散规律以及大跨度桥、高层建筑、塔等许多其他独特结构的安全设计研究提供技术支持。

然而，对于一些极端气象事件(诸如阵风锋、飓风等)非稳态气流占据主导作用时，普通边界层风洞缺少模拟这些事件瞬变效应的能力。因此，需要一种能产生阵性风效果的边界层风洞。

大气中的湍流，一般来说湍流尺度越大，那么湍流的频率就越低；尺度越大的障碍物产生的湍流尺度越大。常规大气边界层风洞通过尖劈和粗糙元产生的湍流，尖劈和粗糙元的尺度一般在0.1m左右，所以产生的湍流频率比较高。而实际大气中因为有高楼大厦、山坡、树林等尺度较大的障碍物的存在，所以湍流中低频部分的能量不容忽视，所以有必要在风洞中产生尺度较大、频率较低的脉动风，这样才能够跟真实的大气更吻合，这就是我们阵风风洞的设计意义。

目前，能产生阵性风效果的大气边界层风洞一般是采用机械摆动机构或者调整风机转速来产生阵风。但是，以此种方式产生的阵风，其阵风频率较高。而大气边界层中的随机阵风速度产生大小变化有高有低，因此，目前的阵风风洞无法完全模拟出大气边界层中的随机阵风。

按照气流的流动方向可以分为吹出式风洞和吸入式风洞:吹出式风洞是以风机吹出的气流作为风洞的流动介质；而吸入式风洞则是通过风叶机片旋转形成的低压区，将空气吸入形成气流。两种类型的风洞应用范围都很广，但具体应用领域又有所不同。

实际环境中产生高污染的前提是环境风速接近于静止或者很低的气象条件，因为只有在这种环境中，排放的污染物不能被扩散开，导致局部地区的重污染。因此需使用直流吸式风洞模拟出风速接近于零并且风环境稳定的气象条件。直流吹式不适合的主要原因在于其动力段位于试验段上游，风机风扇在低速转动时多叶片间的空隙较大会产生固定频率的阵性效果，同时风在通过动力段向下扩散时会产生多方向的乱流导致风环境不稳定。回流式风洞由于其闭口回流的特性导致在进行污染物实验时，污染源释放后无法排放到实验环境外，使得试验段的本底污染浓度不断叠加增高，阻碍了实验的测量。而对于沙尘等物质传输实验时，需选择直流吹式风洞，而使用直流吸式和回流式会使砂砾被气流带入动力段损坏风机。

国外个别闭路、开路两用风洞，结构比较复杂，操作十分困难，且无法产生阵性效果，无法用于大型工程应用类风洞中。一般一个风洞只能用于一种试验，风洞造价昂贵不说，且效率不高，本实用新型提供一种双试验阵风风洞装置，可以一个风洞里进行两个试验，极大的节约了成本，提高了效率。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种带旁路的双试验段直流阵风风洞，其具有通过旁路段控制风洞内流体流速以及一个风洞内部进行两种试验的优势。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：