[实用新型]一种多功能可移动式风蚀风洞

说明书

技术领域

本实用新型涉及风蚀风洞结构设计，特别是一种多功能可移动式风蚀风洞。

背景技术

环境风洞一直是风沙物理学家和土壤风蚀研究者进行风蚀研究的首选工具。在欧美等地区，可移动式野外风蚀风洞对开展土壤水分、土壤结构、有机质、耕作制度、地表粗糙度和表土密度等风蚀影响因子的系统研究，发挥了极其重要的作用。美国农业部开发的土壤风蚀预报模型(WEPS)是目前最完整、手段最先进的模型，便是基于风洞的研究所取得的标志性成果。但WEPS的参数体系是依据美国的气象、地表等条件制定的，即使引进了WEPS，模型参数的本土化亦是亟待解决的关键问题。

当前我国关于土壤风蚀尘污染控制的研究处于起步阶段，土壤风蚀起尘、迁移、传输等定量研究缺乏基础数据，土壤风蚀尘对城市空气颗粒物的影响和污染控制技术及相关研究方法等存在局限性，更缺乏适合我国国情的风蚀预测系统，设计可移动式风蚀风洞的目的，就是围绕土壤风蚀起尘对城市空气颗粒物污染的影响、风蚀预测系统及其模型参数体系建立等研究，开展相关试验，为建立城市土壤风蚀型开放源综合调控技术体系，为我国城市环境空气质量的改善提供理论依据和技术支撑。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述存在问题，提供一种多功能可移动式风蚀风洞，该风蚀风洞结构简单。

本实用新型的技术方案：

一种多功能可移动式风蚀风洞，包括风洞洞体及数据采集及控制系统，风洞洞体由进气段、动力段、过渡段、转角段、稳定段、收缩段、实验段和尾部扩散段组成，其中进气段、动力段和过渡段为倾斜设置部分，稳定段、收缩段、实验段和尾部扩散段为水平设置部分，通过转角段实现前后连接，进气段与动力段通过法兰连接并设有密封橡胶垫，动力段与过渡段采用柔性连接，过渡段、转角段、稳定段、收缩段、实验段和尾部扩散段之间的连接处均为矩形截面并采用卷边结构，连接处通过螺栓连接并设有密封橡胶垫，稳定段上壁板末段和实验段上壁板前端轴线处各设置一个皮托管；所述进气段设有双扭线形喇叭型进气唇口的圆型筒体，筒体内固定有安全网、前整流罩和预扭导流片，安全网为圆形普通2目不锈钢铁丝网，置于前整流罩前端并通过进气段壁面的挂钩固定，前整流罩为半椭球体形，预扭导流片为等宽圆弧翼型；所述动力段为圆形筒体，筒体外设有两道用于加固的环筋和支架，筒体内固定有风扇、电动机、后整流罩和电机支座，风扇与电动机连接，后整流罩为一段光滑函数曲线的旋成体，尾部尖端处为半球面；所述过渡段为天圆地方型喇叭体，一端为圆形截面并与动力段连接，另一端为矩形截面，过渡段上、下面为梯形平面，两侧为曲面；所述转角段为矩形弯管，弯管一端开口截面垂直于地面并与稳定段连接，另一端开口截面为倾斜面并与过渡段连接，弯管内固定有转角导流片和横隔板；所述稳定段为矩形筒体，筒体内固定有蜂窝器和阻尼网；所述收缩段6为轴向对称的不规则矩形筒体，进气端和出气端均为矩形截面，收缩段6的上、下面为矩形平面，两侧为曲面；所述实验段由与地面平行的七个轴对称梯形连接筒体构成，包括四个模拟区段筒体、两个实验区段筒体和1个测试区段筒体，实验段筒体截面为正方形，整个实验段两侧边的扩散角为0.2-0.8°，两个实验区段筒体的底板为可拆卸式结构并通过螺栓连接，七个筒体的侧面分别设有玻璃观察窗，顶部开有3-7个检修口；所述尾部扩散段为与地面平行的轴对称梯形筒体，进气端和出气端均为矩形截面，尾部扩散段的上、下面为轴对称梯形平面，两侧为矩形平面；所述数据采集及控制系统包括微压差变送器、数据采集卡、单极性可调精密直流稳压电源、工控机、不间断电源(UPS)和变频器。稳定段和实验段的皮托管通过空心软管连接至微压差变送器输入端，微压差变送器输出端通过信号线与数据采集卡、工控机串联连接，变频器通过导线与动力段内的电动机连接。

所述风洞洞体倾斜设置部分轴线与水平设置部分轴线的夹角为20°。

所述动力段与过渡段的柔性连接采用硅胶涂覆玻璃纤维布绑缚于动力段和过渡段接口处外缘并用两道喉箍箍紧。

所述过渡段矩形截面面积与圆形截面面积之比为2.54∶1，两侧曲面的全扩散角为20-40°。

所述转角导流片为大弦长RAF-E翼型导流片，横隔板沿气流方向倾斜设置，横隔板20与中心轴线的夹角为5-10°。

所述蜂窝器21为正六边形格子结构，长径比为8∶1，阻尼网22的网眼密度为24目或18目。

所述收缩段前矩形截面面积与后矩形截面面积之比为2∶1，两侧曲面的全扩散角为20-40°。

所述尾部扩散段前矩形截面面积与后矩形截面面积之比为1∶2.24，两侧面的全扩散角为10-40°。