[发明专利]一种大型双循环回冷式的低温环境风洞

说明书

本发明公开了一种大型双循环回冷式的低温环境风洞，包括风洞，所述风洞为环状通道，所述风洞的环状通道内通入并循环有制冷空气，所述风洞内设有试验段，所述试验段用于进行试验件的风洞试验，所述试验段的底部地板上开设有若干个通孔，若干所述通孔的下方设有抽气机，所述抽气机能够从所述通孔处抽取所述风洞内的空气，所述风洞上开设有排气口，所述排气口处设置有排气阀。本发明能够使试验段地面的附面层空气被抽走，达到试验段试验件底部的空气流速分布与实际运行中一致，提高风洞试验的准确度和可行性。

技术领域

本发明涉及低温环境模拟技术领域，特别是涉及一种大型双循环回冷式的低温环境风洞。

背景技术

中国是世界上高速列车普及度最高的国家，但由于试验设备欠缺，我国针对大型高速列车整体的气动试验只停留在计算仿真和缩比试验上，为了使高速列车气动试验良好支撑我国高速列车的发展，亟需建立大型高雷诺数风洞提供高速列车的试验支撑。由于试验室内难以提供真实的高风速环境，故根据相似准则，降低风洞内空气温度，提高雷诺数使之与真实的高速环境的雷诺数相同，达到与实际情况相同的试验效果。而现有的风洞为了内部压力的稳定流动一般均采用封闭式结构，风洞内气体平稳流动。高速列车在实际运行过程中由于相对地面高速运动，其底部的空气流场如图1所示，由于空气相对于地面静止，而高速列车相对于地面高速运动，所以地面处的流速为0，而现有风洞试验中，高速列车底部的空气流场如图2所示，由于试验过程中高速列车和地面相对不动，而气流相对二者高速运动，故气流在高速列车和地面侧的流速均为0，从而导致现有风洞试验附面层模拟失真的问题。对于附面层模拟失真的问题，现有技术中一般是采用滚动式的滑移地板，在试验过程滑移地板高速滚动，使其与试验段风速相同，但是这种滑移地板方案不仅难以大型化，使得风洞结构复杂化，而且建造成本高昂，滑移速度限制性很大。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型双循环回冷式的低温环境风洞，以解决上述现有技术存在的问题，使试验段地面的附面层空气被抽走，达到试验段试验件底部的空气流速分布与实际运行中一致，提高风洞试验的准确度，且结构简单可行。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种大型双循环回冷式的低温环境风洞，包括风洞和抽气机，所述风洞为环状通道，所述风洞的环状通道内通入并循环有制冷空气，所述风洞内设有试验段，所述试验段用于进行试验件的风洞试验，所述试验段的底部地板上开设有若干个通孔，若干所述通孔的下方设有所述抽气机，所述抽气机能够从所述通孔处抽取所述风洞内的空气，所述风洞上开设有排气口，所述排气口处设置有排气阀。

优选的，还包括所述风洞的环形通道内设置的截面矩阵式喷头及风机，所述截面矩阵式喷头连通有进气管道，所述进气管道伸至所述风洞的外部并与制冷装置连通，所述风机位于所述截面矩阵式喷头的上游，所述风机能够驱动所述风洞内的空气循环流动，所述进气管道内通入的制冷气体能够与所述风洞内的空气混合，所述进气管道上设有流量调节阀。

优选的，所述排气口通过排气管与循环管道连通，所述排气阀设置在所述循环管道上，所述排气管为三通管，所述排气管的一端口与所述排气阀的入气端连通，所述排气阀的出气端与所述制冷装置的进气口连通，所述排气管的另一端口设置有开关阀，所述开关阀为压力自动控制阀，所述抽气机的出口与所述循环管道连通。

优选的，所述排气口连通有循环管道，所述循环管道连通有换热器，所述排气阀的所述出气端利用所述循环管道与所述换热器的制冷管道连通，所述换热器的工作管道与所述制冷装置的进气口连通，所述工作管道中用于通入常压气体。

优选的，所述截面矩阵式喷头包括若干喷头，所述进气管道为若干个，若干个所述进气管道成排且相互平行设置，各所述进气管道上分别连通有若干所述喷头，所有的所述喷头呈矩阵式分布。

优选的，所述制冷装置设置在所述风洞的外部，所述制冷装置为制冷压缩膨胀机。