[发明专利]一种可调节气流角度的便捷除尘排烟风洞实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种可调节气流角度的便捷除尘排烟风洞实验装置及方法，该装置包括动力系统、整流管网、风洞内水平实验台、液压升降装置以及快速排烟系统，该装置能进行倾斜气流作用下小尺度火灾实验；动力系统中风速大小可调节，通过整流管网降低气流的湍流度，提高风速的稳定性；该风洞的倾斜角度通过装置底部的液压升降装置调节，进而提供相对于水平实验台的不同倾角的气流，进行倾斜气流作用下的火灾实验；在实验段，设置有可开启的门式结构，以便捷放置实验仪器、清除实验舱内部烟尘；风洞末端设置排烟风机，排烟口通过管道连接室外，以保证实验环境良好。本发明能够定量地研究倾斜气流作用下的火灾实验，为火灾科学的实验方法提供参考依据。

技术领域

本发明涉及风洞实验室技术领域，具体为一种可调节气流角度的便捷除尘排烟风洞实验装置及方法。

背景技术

风洞实验室，是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟气流对被测目标的作用效果以及观察物理现象的一种管道实验设备。风洞的动力装置风机产生的风具有很强的湍流度，不适用于对气流状态要求较高的实验。自然风一般具有随机性，在贴近高温地面位置处，常常因为空气密度差而改变其方向，使得其相对水平面的角度发生改变。为模拟环境风作用下火灾发展场景，提高精度，需要在风洞装置中进行火灾实验。现有风洞装置结构单一，仅能提供水平方向的气流，无法模拟出具有水平倾斜角度的自然风。火灾实验中常常伴有大量烟尘，不仅影响实验数据的记录，还会对实验室环境造成恶劣影响。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种可调节气流角度的稳流可排烟风洞实验装置及方法，以期能够提供相对于实验台不同倾斜角度的气流，从而模拟出具有水平倾斜角度的自然风，定量地研究倾斜气流作用下的火灾实验，为火灾科学的实验方法提供参考依据。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种可调节气流角度的便捷除尘排烟风洞实验装置的特点包括：风洞主体和排烟段；所述风洞主体依次包括：动力段、整流段、收缩段、实验段和排烟段，并以所述动力段左侧为气流入口，以实验段右侧为气流出口；

在所述动力段内设置有轴流风机；

所述整流段是由PVC管堆叠而成的整流管网组成；且管长沿着轴流风机中心由内而外的方向依次递增；在所述整流段下方设置有第一液压升降装置；

所述收缩段通过第一天圆地方与所述整流段相连，且所述收缩段分为四小段，第一小段为圆柱曲面，第二小段为4次曲面，第三小段为圆锥面，第四小段为4次曲面，且各个曲面之间平滑连接；

所述实验段通过第二天圆地方与所述收缩段相连，在所述实验段的外表面通过侧门蝶式铰链设置有平开门；在所述实验段内设置有实验台，在所述实验台的一端底部通过支架铰接，另一端底部设置有第二液压升降装置；在所述实验段的下方设置有第三液压升降装置；

所述排烟段由排烟风机、集烟罩、支撑架构成；并通过所述集烟罩收集从所述实验段流出的烟尘，从而通过所述排烟风机排向室外。

本发明一种基于所述的便捷除尘排烟风洞实验装置的实验方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、初始状态下，所述风洞主体处于水平面，气流相对于所述实验台无倾斜；

步骤2、若实验工况为至上而下的倾斜气流时，则执行步骤3a；若实验工况为至下而上的倾斜气流时，则执行步骤3b；

步骤3a、所述第一液压升降装置升高，同时所述第三液压升降装置下降，所述风洞主体以顺时针方向转至实验工况要求角度，进而开启平开门；通过升高所述第二液压升降装置，使实验台以逆时针方向转至水平面，从而将实验所需装置放置于实验台上，火灾实验的点火操作开始，最后关闭平开门；