[发明专利]一种烟风洞发烟装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发烟装置，尤其是涉及用于低速风洞烟流连续显示实验的一种烟风洞发 烟装置。

背景技术

在流体力学的教学与科研中，常采用烟风洞对流体运动状态进行流动显示实验。烟风洞 通过烟流的变化过程来形象地反映实验模型周围气体的流动状态。

常用的烟风洞发烟方法是在风洞外加热烟油，再将所产生的烟引入风洞；或在实验模型 的上游放置金属丝，将烟油涂抹在金属丝上，烟油因表面张力作用形成油珠并挂在金属丝上， 然后对金属丝通电，具有一定电阻的金属丝通电后温度升高，加热油珠使其气化，产生一片 细密的烟流。

刘佩莲(刘佩莲.低速回流风洞烟流显示技术的研究[J].排灌机械,1995,02:57-59 +66)中提到了一种由特殊发烟器、输烟管道以及外形采用NACA0012对称翼型的发烟排管组 成的发烟设备，可用于来流在15～30m/s范围内的烟流显示实验。该设备可产生持续性的烟 流，但装置结构较为复杂，且烟流较粗，只适用于大型风洞进行烟流显示实验。若将该装置 进行等比例缩小用于小型风洞实验，结构复杂的发烟装置容易导致风洞内流场不稳定，使得 流动显示实验中的烟流无法正确反映流场状态。

公开号为CN1587947的中国发明专利申请公开了一种流动可视化微型烟气风洞装置，通 过控制烟气的发生强度和流动速度，来显示不同微型结构在风洞中的流场等，以便教学演示 和科学研究。该发明产生的烟流稳定，且适合小型风洞实验，便于教学实验。但是，该发明 使用的发烟装置不能实现连续性的烟流，每次吹风实验都需要对发烟金属丝进行涂油操作， 增加了实验过程的繁杂性。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种可用于低速风洞烟流连续显示实验，并可简捷地改变烟油的 输送速度以产生连续但密集程度不同的烟流，便于教学演示和科学研究的一种烟风洞发烟装 置。

本发明设有油箱通气管、油箱、输油软管、烟油流量控制器、正极电夹、负极电夹，电 源正极导线、电源负极导线，正极接线柱、负极接线柱、风洞实验段洞体、金属丝、绝缘连 接线、烟油收集器和直流高压电源；

油箱通过输油软管与金属丝相连，油箱顶部设有油箱通气管与大气相通，油箱与金属丝 之间的输油软管上安装有烟油流量控制器；输油软管与金属丝分别连接在正极接线柱的两端， 正极接线柱固定在风洞实验段洞体顶部开孔处；金属丝与绝缘连接线分别连接在负极接线柱 的两端，负极接线柱固定在风洞实验段洞体底部开孔处；电源正极导线连接正极电夹，电源 负极导线连接负极电夹；正极电夹和负极电夹分别夹在正极接线柱、负极接线柱与金属丝连 接处的裸露部分；绝缘连接线底端连接有烟油收集器，用于拉直金属丝及收集残余烟油。

所述油箱的材质可采用抗氧化耐腐蚀材料(例如PVC，即聚氯乙烯材料)；油箱体积视需 要而定，油箱可置于风洞洞体试验段前端上方，并需保持一定高度，确保油箱中的烟油持续 顺着金属丝向下流动；油箱顶部封闭防尘，并设有一根通气细管，保持油箱内外压力平衡。

所述烟油通常选用发烟白、浓密、无毒无腐蚀性的矿物油，主要有煤油、纯甘油等。最 好用纯甘油。

所述烟油流量控制器通过改变输油软管的横截面积，以改变烟流流量。可以选用医用输 液管中的流量控制开关，安装在输油软管上，用于控制烟油的流量。

所述金属丝采用电阻率大、强度高、韧性好的金属材料，主要有铂丝、钨丝、镍铬丝等。 最好采用铂丝，因为铂丝具有质柔软、延伸性好、熔点高、导电性良好且不易氧化等优点。

所述直流稳压电源的输出电压为12～18V，可采用市售的直流稳压电源转换器。

所述烟油收集器为一开口容器，位于风洞试验段洞体前端下方，具有收集槽作用，便于 收集未发烟的残余烟油；且兼具拉直金属丝之功用，向上用绝缘的线状材料连接金属丝，重 量适中，以可拉直金属丝为宜。

与现有风洞发烟技术比较，本发明的工作原理及有益效果如下：