專利名稱：大流體壓力風(fēng)洞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體流動(dòng)模擬裝置，尤其是指大流體壓力風(fēng)洞。
背景技術(shù)：
風(fēng)洞作為一種模擬流體運(yùn)動(dòng)裝置，通常是用來測(cè)試各種在流體中的運(yùn)動(dòng)體的不同壓力狀態(tài)的，因此風(fēng)洞測(cè)試對(duì)于測(cè)試運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)性能而言是一種必不可少的模擬測(cè)試手段。但現(xiàn)有的風(fēng)洞都是通過高功率的風(fēng)扇強(qiáng)烈的吸排風(fēng)來產(chǎn)生流體壓力，然而單體風(fēng)扇通過吸-排風(fēng)產(chǎn)生的壓力不大，不足以模擬高速情況下的流體狀況，即使采用了多級(jí)風(fēng)扇， 其共同產(chǎn)生的壓力也不足以，較難達(dá)到高壓力的流體狀態(tài)。另外現(xiàn)代風(fēng)洞是運(yùn)動(dòng)體不動(dòng)，流體在動(dòng)，僅對(duì)運(yùn)動(dòng)體迎風(fēng)面的測(cè)試。而實(shí)際狀態(tài)是流體不動(dòng)，運(yùn)動(dòng)體在動(dòng)。就如鏡中的物體，只是物體在鏡中的投影，并不能完全反映真實(shí)的物體。所以從風(fēng)洞得出結(jié)果與現(xiàn)實(shí)有一定差距，很不完善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服了上述缺陷，提供一種更接近真實(shí)狀態(tài)且能產(chǎn)生大流體壓力風(fēng)洞。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的大流體壓力風(fēng)洞，它包括風(fēng)洞室，風(fēng)洞室一端設(shè)有風(fēng)扇，風(fēng)扇包括頁盤及扇葉，頁盤四周設(shè)有多個(gè)扇葉，所述扇葉包括外殼及內(nèi)殼，其改進(jìn)之處在于所述扇葉的內(nèi)殼與外殼間形成有流體通道，所述內(nèi)殼沿扇葉長度方向設(shè)置有導(dǎo)入口與導(dǎo)出口，所述導(dǎo)入口、導(dǎo)出口與流體通道相連通；上述結(jié)構(gòu)中，它還包括吸氣馬達(dá)、吸氣管及流體導(dǎo)出管；所述流體導(dǎo)出管設(shè)置于扇葉的流體通道中，流體導(dǎo)出管與吸氣管相連，吸氣管連連接吸氣馬達(dá)；所述導(dǎo)出口為設(shè)置于扇葉內(nèi)殼上的通孔，其連通流體通道至扇葉內(nèi)殼外部；或所述導(dǎo)出口為流體導(dǎo)出管與流體通道交界處的開口，其通過吸氣管與吸氣馬達(dá)相通；上述結(jié)構(gòu)中，所述風(fēng)扇的頁盤為中空，中空的頁盤與扇葉中流體通道相通，所述吸氣馬達(dá)通過吸氣管連接中空的頁盤；上述結(jié)構(gòu)中，所述風(fēng)洞分為外層、內(nèi)層，在內(nèi)、外層之間間隔形成有流體層；所述風(fēng)洞內(nèi)層設(shè)有與流體層相通的導(dǎo)入口，所述風(fēng)洞的前部于外層、內(nèi)層均設(shè)有與流體層相通的導(dǎo)入口 ；上述結(jié)構(gòu)中，所述風(fēng)洞的內(nèi)層及前部的外層上設(shè)置有控制導(dǎo)入口開/閉量的控制裝置；所述風(fēng)洞內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)噴氣吸氣裝置；上述結(jié)構(gòu)中，所述導(dǎo)入口為圓形、長條形、條形、菱形、橢圓形、圓錐形、三角形、弧形或橄欖形；所述扇葉上導(dǎo)入口的開口形狀的中心線與風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)平行；上述結(jié)構(gòu)中，所述流體通道中設(shè)置有用于增大流體經(jīng)過路徑的擾流面，所述擾流面表面呈凹凸相間的流線型或多個(gè)弧形排列的形狀；上述結(jié)構(gòu)中，所述流體通道內(nèi)沿長度方向通過隔板分割有兩層通道，兩層通道通過流體導(dǎo)出口相通；其中一層通道與所述流體導(dǎo)入口相通，另一層通道與所述吸氣馬達(dá)相通；上述結(jié)構(gòu)中，所述風(fēng)洞室一端設(shè)有多級(jí)風(fēng)扇，所述吸氣馬達(dá)通過吸氣管依次連接多級(jí)風(fēng)扇的各頁盤中空部；上述結(jié)構(gòu)中，所述風(fēng)洞中設(shè)置有上、下、左、右、前、后移動(dòng)及/或振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。相比于常見的風(fēng)洞，本發(fā)明的有益效果在于沒有在風(fēng)洞中增加其它動(dòng)力，而是在其風(fēng)扇的扇葉設(shè)計(jì)為由外殼和內(nèi)殼及之間流體通道組成的結(jié)構(gòu)，在內(nèi)殼上設(shè)導(dǎo)入口和導(dǎo)出口，導(dǎo)入口、導(dǎo)出口與扇葉內(nèi)的流體通道相通，從而在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可利用離心力由內(nèi)向外產(chǎn)生的強(qiáng)大力量使流體通道內(nèi)流速加快，從而使風(fēng)扇內(nèi)外殼之間形成很大的壓力差，進(jìn)一步，通過吸氣馬達(dá)產(chǎn)生的強(qiáng)大吸力，使流體通道內(nèi)產(chǎn)生更高的流速，與之相通的內(nèi)殼上形成二層高速流體層，與外殼之間形成更大的流體壓力差，隨同風(fēng)扇排出流體一起進(jìn)入風(fēng)洞內(nèi)，就使風(fēng)洞內(nèi)的流體壓力大大增加，而現(xiàn)有風(fēng)扇僅通過吸排氣，很難產(chǎn)生這么大的流體壓力，所以本發(fā)明比現(xiàn)有風(fēng)扇產(chǎn)生更大的流體壓力。


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I-線；2-頁盤
I是本發(fā)明實(shí)施例一風(fēng)扇主視結(jié)構(gòu)不意2是圖IA-A剖視結(jié)構(gòu)3是本發(fā)明實(shí)施例二、三風(fēng)扇側(cè)視結(jié)構(gòu)示意4是本發(fā)明實(shí)施例四風(fēng)洞主視結(jié)構(gòu)示意5是本發(fā)明實(shí)施例五、六風(fēng)洞主視結(jié)構(gòu)示意圖。
風(fēng)扇;101_扇葉;102_外殼；103-內(nèi)殼;105_導(dǎo)入口 ;106_導(dǎo)出口 ；107-中心 ;201_軸承；3-吸氣馬達(dá);301_吸氣管；302-排氣管；4_風(fēng)洞室;401_外層； 402-內(nèi)層；403_流體層；404、405_導(dǎo)入口 ；406_控制裝置；407_內(nèi)層導(dǎo)入口 ；408_負(fù)壓室；409_負(fù)壓室導(dǎo)出口 ；5_運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；501-吸氣噴氣裝置；6_流體通道；601_弧形導(dǎo)流體； 602-擾流面；603_流體導(dǎo)出口 ；604_上層通道；605_下層通道；606_隔板；607_流體導(dǎo)出管。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。實(shí)施例一如圖1-3所示大流體壓力風(fēng)洞，它包括的風(fēng)洞室4，風(fēng)洞室4前端設(shè)有風(fēng)扇1，風(fēng)扇I包括頁盤2及扇葉101，在頁盤2四周設(shè)置有多個(gè)扇葉101，所述扇葉101包括外殼102 及內(nèi)殼103，扇葉101的外殼102和內(nèi)殼103之間形成為不寬的流體通道6，流體通道6為內(nèi)、外殼之間的間隙層，流體通道6沿扇葉101的長度方向在內(nèi)殼103上設(shè)有多個(gè)平衡均布的導(dǎo)入口 105，導(dǎo)出口 106設(shè)在扇葉101沿長度方向邊緣的葉尖后部，導(dǎo)入口、導(dǎo)出口與流體通道相連通。作為一實(shí)施例，上述導(dǎo)入口可為圓形、長條形、條形、菱形、橢圓形、圓錐形、三角形、弧形、橄欖形等形狀，在導(dǎo)入口的開口形狀的中心線107與風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)方向的圓形相對(duì)平行，便于把流體導(dǎo)入流體通道。其中圓形和長條形除外。
當(dāng)風(fēng)扇I工作時(shí)，扇葉101高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生很大的離心力，流體繞扇葉殼體從前向后經(jīng)過時(shí)對(duì)各導(dǎo)入口 105產(chǎn)生向內(nèi)產(chǎn)生很大的流體壓力，在壓力作用下，同時(shí)又在離心力作用下，使流體順暢的導(dǎo)入流體通道6內(nèi)，離心力把風(fēng)扇I中心的流體向四周高速拋出，與流體通道6同一方向，所以流體通道6中的流體在離心力強(qiáng)大力量作用下，從流體通道6內(nèi)經(jīng)弧形導(dǎo)流體601從導(dǎo)出口 106高速拋出，其方向又與風(fēng)扇I排氣方向一致，在內(nèi)殼103和流體通道6內(nèi)形成二層通過導(dǎo)入口彼此相通的高速運(yùn)動(dòng)的流體層，與外殼102等同于風(fēng)扇流速的流體層形成很大的流體壓力差，與風(fēng)扇排出的高壓流體一齊共同產(chǎn)生更大的流體壓力進(jìn)入風(fēng)洞室4內(nèi)。由于通常扇葉101的長度比其寬度大5倍左右，流體經(jīng)過流體通道的路徑比寬度大5倍左右，所以在離心力作用下流體流速比寬度方向流速更快，使風(fēng)扇前后部的外殼102 和內(nèi)殼103之間產(chǎn)很大的流體壓力差，從前向后對(duì)風(fēng)洞室4內(nèi)施加很大的流體壓力，同時(shí)與風(fēng)扇排出的大量高壓流體共同施加在風(fēng)洞內(nèi)。流體壓力差產(chǎn)生很高的流體壓力和風(fēng)扇排出的高壓流體一齊共同形成更大的流體壓力施加在風(fēng)洞內(nèi)，以滿足風(fēng)洞高流體壓力的需要。由此可見，本發(fā)明的技術(shù)方案沒有增加其它動(dòng)力，而利用離心力由內(nèi)向外產(chǎn)生的強(qiáng)大力量使流體通道內(nèi)流速加快，就使風(fēng)洞內(nèi)的流體壓力大大增加，而現(xiàn)有風(fēng)扇僅通過吸排氣，很難產(chǎn)生這么大的流體壓力，所以本發(fā)明比現(xiàn)有風(fēng)扇產(chǎn)生更大的流體壓力。另一實(shí)施例，與以上不同的是在流體通道6中設(shè)設(shè)置有用于增大流體經(jīng)過路徑的擾流面602，具體的，擾流面602表面呈凹凸相間的流線型或多個(gè)弧形排列的形狀，從而可使流體經(jīng)過的流體通道內(nèi)的路徑至少又增加1/3左右，換句話說又在上述風(fēng)扇的流體通道長度的基礎(chǔ)上增加1/3路徑，即又使風(fēng)扇前后部之間產(chǎn)生更大的流體壓力。實(shí)施例二如圖1-3所示，與實(shí)施例一不同的是在流體通道內(nèi)設(shè)流體導(dǎo)出管607與流體導(dǎo)出口 603相通(此處導(dǎo)出口為吸氣管與流體通道交界處的開口即流體導(dǎo)出口 603)、流體導(dǎo)出管607又通過吸氣管301與吸氣馬達(dá)3相通。具體結(jié)構(gòu)為設(shè)有吸氣馬達(dá)3，吸氣馬達(dá)3自身設(shè)置有排氣管302，吸氣馬達(dá)3的輸出通過吸氣管301，用軸承201連接與中空的頁盤2， 中空的頁盤2通過在流體通道內(nèi)設(shè)的流體導(dǎo)出管607、流體導(dǎo)出口 603與流體通道相通。當(dāng)風(fēng)扇和吸氣馬達(dá)同時(shí)工作時(shí)，離心力和吸氣馬達(dá)3共同產(chǎn)生強(qiáng)大的吸力，使內(nèi)殼103上各導(dǎo)入口 105附近的流體高速吸入流體通道內(nèi)，在內(nèi)殼103和流體通道6形成二層流速極高的流體層，由于流體導(dǎo)出管607的長度等同于流體通道內(nèi)的長度，所以使流體通道內(nèi)流體經(jīng)過的路徑比扇葉的寬度又增加了一倍，即在上述5倍的基礎(chǔ)上增加的10倍流體經(jīng)過路徑，在離心力作用下路徑長、流速快，同時(shí)又在吸氣馬達(dá)強(qiáng)大吸力作用下，很容易又大大加快流體通道內(nèi)的流速，所以扇葉內(nèi)外殼之間形成更大的流體壓力差，與風(fēng)扇排出的高壓流體一齊共同作用在風(fēng)洞室4內(nèi)，以滿足風(fēng)洞高流體壓力的需求。值得一提的是，在離心力的幫助下，吸氣馬達(dá)3僅加快幾片扇葉內(nèi)殼上和不寬的流體通道內(nèi)的流速，就可增加更大的流體壓力差，如通過對(duì)吸氣馬達(dá)轉(zhuǎn)速的控制，使流體通道內(nèi)流速比外殼上的流速快15倍，就增加15倍的流體壓力差，如快20倍，就增加20倍的流體壓力差，甚至更高。顯而易見，通過對(duì)吸氣馬達(dá)的控制很容易實(shí)現(xiàn)，而現(xiàn)有風(fēng)洞要增加如此高的流體壓力，就是多級(jí)風(fēng)扇排列也很能實(shí)現(xiàn)，而本發(fā)明僅用很小功率的吸氣馬達(dá)來加快風(fēng)扇幾片扇葉內(nèi)流體通道不寬的一點(diǎn)流體流速，而不寬的流體通道實(shí)際上是扇葉前后部殼體之間的間隙層，在吸氣馬達(dá)強(qiáng)大吸力作用下，不寬的間隙層內(nèi)流速極快，使扇葉前后部之間形成很大壓力差，就可實(shí)現(xiàn)風(fēng)洞高流體壓力的需要。一個(gè)好的風(fēng)洞，首先要達(dá)到的就是高流體壓力，如現(xiàn)代超音速幾倍的飛行器，在飛行中的流體壓力就非常大。而本發(fā)明很容易滿足風(fēng)洞內(nèi)高流體壓力的各種需要。實(shí)施例三如圖1-3所示，與實(shí)施例二不同是去掉流體導(dǎo)出管607，用隔板606把流體通道分別分為上、下兩層通道，上層通道604、下層通道605通過流體導(dǎo)出口 603相通。當(dāng)風(fēng)扇和吸氣馬達(dá)同時(shí)工作,風(fēng)扇產(chǎn)生很大離心力，同時(shí)又在吸氣馬達(dá)3強(qiáng)大吸力作用下，各扇葉上平衡均布的導(dǎo)入口 105把后部內(nèi)殼上附近流體高速吸入上層通道604 通道，經(jīng)流體導(dǎo)出口 603高速吸入下層605通道，使后部殼體和流體通道內(nèi)共同形成三層高速流動(dòng)的流體層，由于隔板606增加了一倍流體通道路徑，在吸氣馬達(dá)和離心力同時(shí)作用下，三層流體速度極高，通道內(nèi)長一點(diǎn)的流體經(jīng)過路徑，在吸氣馬達(dá)強(qiáng)大吸力狀態(tài)中，對(duì)流量影響并不大，但使流速大大加快，與前部殼體形成很大壓力差，前部低流速產(chǎn)生的高壓力，向后部高流速產(chǎn)生的低壓力轉(zhuǎn)移，同時(shí)風(fēng)扇排出高壓力流體一齊，共同形成對(duì)風(fēng)洞內(nèi)的流體壓力，以滿足風(fēng)洞室4內(nèi)高壓力的需要。此處流體通道中的上、下層通道不限于上下設(shè)置，還可左右設(shè)置，對(duì)角線設(shè)置。綜上所述，現(xiàn)在風(fēng)洞產(chǎn)生流體壓力是通過吸氣排氣產(chǎn)生的，而吸氣排氣不可能產(chǎn)生很大的流體壓力，所以風(fēng)洞也就很難達(dá)到所需的要求。而本發(fā)明的風(fēng)扇不但能產(chǎn)生吸排氣，更重要是本發(fā)明還有扇葉正反面產(chǎn)生巨大壓力差來產(chǎn)生更大的流體壓力，這種很大的壓力的來源，用吸氣馬達(dá)來加快幾片扇葉一面，耗費(fèi)小小的動(dòng)力，就達(dá)到不同要求的流體壓力，解決圍繞多年的風(fēng)洞流體壓力很難增加的問題。本扇葉的結(jié)構(gòu)，不但適用于風(fēng)扇，還適用于用風(fēng)扇和渦輪來產(chǎn)生流體壓力的所有動(dòng)力裝置，使其效率提高，同時(shí)能耗降低。實(shí)施例四如圖3_4所不與實(shí)施例二不同是,在風(fēng)洞室4內(nèi)設(shè)多級(jí)風(fēng)扇1，吸氣馬達(dá)3通過吸氣管301分別經(jīng)過多級(jí)風(fēng)扇I的中空的頁盤2相通，通過內(nèi)殼103的導(dǎo)入口 105和流體通道6內(nèi)二層通道和中空的頁盤2相通，使各風(fēng)扇內(nèi)外殼之間產(chǎn)生壓力差，使多級(jí)風(fēng)扇I逐級(jí)對(duì)風(fēng)洞室4產(chǎn)生更大的流體壓力。當(dāng)多級(jí)風(fēng)扇I和吸氣馬達(dá)3工作時(shí)，各級(jí)風(fēng)扇快速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)吸氣馬達(dá)3產(chǎn)生極強(qiáng)的吸力，通過吸氣管301與所對(duì)應(yīng)的各風(fēng)扇內(nèi)的中空的頁盤2，和各扇葉內(nèi)的流體通道6和各內(nèi)殼上的多個(gè)導(dǎo)入口 105相通，在強(qiáng)大的離心力和極強(qiáng)的吸力共同作用下，使各扇葉的內(nèi)殼103和流體通道6，內(nèi)二層的上層通道604、下層通道605，形成內(nèi)外三層流速極高的流體層，其流速遠(yuǎn)快于各風(fēng)扇外殼上等同風(fēng)扇產(chǎn)生的流速，使各級(jí)風(fēng)扇內(nèi)外殼之間形成壓力差，產(chǎn)生的很大的流體壓力從前向后對(duì)風(fēng)洞室4，共同產(chǎn)生更大的流體壓力，以滿足更更大流體壓力需要。由于各扇葉內(nèi)外殼上設(shè)多個(gè)導(dǎo)入口 105，其數(shù)量和形狀都直接影響到外殼表面上流體的流速和流量，使各級(jí)風(fēng)扇按需要產(chǎn)生不同的壓力差而形成不同的流體壓力，使多級(jí)風(fēng)扇能逐級(jí)共同對(duì)風(fēng)洞室4內(nèi)形成更更大流體壓力。但要遵循高壓力向低壓力轉(zhuǎn)移的規(guī)律，才能使風(fēng)洞產(chǎn)生更高流體壓力。根據(jù)風(fēng)洞需要的流體壓力，選擇適用的一級(jí)或多級(jí)風(fēng)扇。
如在多級(jí)風(fēng)扇中最后一級(jí)的內(nèi)殼上設(shè)導(dǎo)入口和流體通道，在吸氣馬達(dá)和離心力強(qiáng)大吸力作用下，使內(nèi)外殼之間產(chǎn)生很大壓力差，同時(shí)前面多級(jí)風(fēng)扇低流速產(chǎn)生高氣壓共同又與它形成更大壓力差。從前向后形成更大的壓力差轉(zhuǎn)移區(qū)，統(tǒng)統(tǒng)指向后部風(fēng)洞內(nèi)，同時(shí)又在各級(jí)風(fēng)扇排出大量高壓流體共同作用下，使風(fēng)洞內(nèi)產(chǎn)生更大的流體壓力。實(shí)施例五如圖5所不與實(shí)施例四不同是,風(fēng)洞室4分為外層401和內(nèi)層402,在內(nèi)外層之間為流體層403，在風(fēng)洞后部的內(nèi)層402上，均布有導(dǎo)入口 404，在風(fēng)扇前部設(shè)有負(fù)壓室408，負(fù)壓室408與風(fēng)扇之間的內(nèi)層上也均布負(fù)壓室導(dǎo)出口 409與風(fēng)扇吸口相通，在負(fù)壓室408前部有內(nèi)層導(dǎo)入口 407，在前部外層設(shè)有導(dǎo)入口 405，該導(dǎo)入口 405上有控制開或閉及進(jìn)氣多少的控制裝置406，在內(nèi)層402風(fēng)洞后部的各導(dǎo)入口 404也有控制裝置406。當(dāng)多級(jí)風(fēng)扇I和吸氣馬達(dá)3同時(shí)工作時(shí)，多級(jí)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，在多級(jí)風(fēng)扇前部產(chǎn)生極強(qiáng)的吸力，通過流體層403，使風(fēng)洞后部內(nèi)層402上均布的導(dǎo)入口 404把風(fēng)洞內(nèi)的流體高速吸入流體層403，同時(shí)也把前部的導(dǎo)入口 405部分外界流體吸入，經(jīng)內(nèi)層導(dǎo)入口 407到負(fù)壓室 408，再經(jīng)負(fù)壓室導(dǎo)出口 409把運(yùn)動(dòng)速度極高的流體供給多級(jí)風(fēng)扇，各級(jí)風(fēng)扇由于吸氣馬達(dá) 3把內(nèi)殼103導(dǎo)入口 105的流體高速吸入流體通道6內(nèi)，使各風(fēng)扇正反面之間產(chǎn)生極大壓力差，從而逐級(jí)使風(fēng)洞室4形成高流體壓力，由于風(fēng)洞后部的各導(dǎo)入口 404有控制裝置406，可控制流體導(dǎo)出量，從而控制風(fēng)洞內(nèi)的負(fù)壓值。此時(shí)，風(fēng)洞后部形成有高負(fù)壓，前部又是高正壓區(qū)，高壓區(qū)必須向低壓區(qū)轉(zhuǎn)移壓力差，特別是風(fēng)洞后部又是高負(fù)壓區(qū)，風(fēng)洞內(nèi)前后部形成更大的壓力差，同時(shí)各扇葉正反面產(chǎn)生很大流體壓力差，風(fēng)洞內(nèi)前后部之間又產(chǎn)生極大流體壓力差，共同使風(fēng)洞內(nèi)又形成更高的流體壓力，以適應(yīng)風(fēng)洞產(chǎn)生更高流體壓力的需要，而如此大的流體壓力，用現(xiàn)有傳統(tǒng)的風(fēng)扇很難形成。風(fēng)洞前部的導(dǎo)入口 405也用控制裝置406 開、閉或一定進(jìn)氣量來控制進(jìn)氣量，以配合風(fēng)扇I的吸氣量，使風(fēng)洞室4內(nèi)可模擬不同環(huán)境的正壓或負(fù)壓狀態(tài)。在風(fēng)洞中測(cè)試的各類運(yùn)動(dòng)體，都是通過模擬現(xiàn)實(shí)條件來作各項(xiàng)測(cè)試，現(xiàn)實(shí)環(huán)境中在高空有低壓、負(fù)壓，同時(shí)在運(yùn)動(dòng)中前方迎風(fēng)面有正壓，側(cè)面有側(cè)向流體壓力，后部有負(fù)壓區(qū)，本實(shí)施例中就可模擬這種狀態(tài)，而現(xiàn)在的風(fēng)洞是模擬迎風(fēng)面產(chǎn)生的正向流體壓力。由于風(fēng)洞內(nèi)的流體從后部導(dǎo)入口被吸入流體層403后形成負(fù)壓，根據(jù)被測(cè)試運(yùn)動(dòng)休的體積大小和控制后部多大面積的負(fù)壓區(qū)通過控制裝置406控制負(fù)壓面積和吸風(fēng)量的多少，從而控制負(fù)壓的變化。前部的導(dǎo)入口 405通過控制裝置406控制進(jìn)風(fēng)量的多少，從而配合控制從流體層403吸入流體綜合形成風(fēng)洞內(nèi)前部流體正向壓力的大小和后部負(fù)壓力的大小，以及風(fēng)洞內(nèi)產(chǎn)生壓力差的大小。由于多級(jí)風(fēng)扇吸入風(fēng)洞內(nèi)的部分流體又循環(huán)排出，當(dāng)風(fēng)扇再吸入的初始流體流速和壓力本來就大，所以風(fēng)洞內(nèi)形成流體壓力就很大，通過前、后部的導(dǎo)入口 405、404和控制裝置406的配合，對(duì)流體壓力的控制就更容易。還可在風(fēng)洞內(nèi)層402四周局部設(shè)導(dǎo)入口 404，通過控制裝置406，根據(jù)需要在被測(cè)試的運(yùn)動(dòng)體四周、一側(cè)或局部形成一定范圍的負(fù)壓狀態(tài)，以滿足不同狀態(tài)的需要。本實(shí)施例逐級(jí)風(fēng)扇前后部通過壓力差產(chǎn)生很大的流體壓力，隨著風(fēng)扇排出高壓流體一起進(jìn)入風(fēng)洞內(nèi)，同時(shí)風(fēng)洞內(nèi)前后正負(fù)壓區(qū)也產(chǎn)生很大的流體壓力差，使風(fēng)洞內(nèi)的流體壓力大大增加。
實(shí)施例六如圖5所示與實(shí)施例五不同是在風(fēng)洞室4內(nèi)，還設(shè)有可上、下、左、右移動(dòng)及/或振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5，通過控制，可使運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5上、下、左、右或前、后以不同速度移動(dòng)，或不同頻率的振動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5上還有吸氣噴氣裝置501 (這些是很常規(guī)的機(jī)械構(gòu)造)，從而可進(jìn)一步加強(qiáng)風(fēng)洞室中的測(cè)試，來模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的不同狀態(tài)。當(dāng)多級(jí)風(fēng)扇I和吸氣馬達(dá)3工作時(shí)，在風(fēng)洞室4內(nèi)產(chǎn)生很高流體壓力，通過被測(cè)試的運(yùn)動(dòng)體固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上在迎風(fēng)面上受到流體壓力，同時(shí)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5按控制所需的速度，在前后、左右、上下運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)中，更逼真的模擬運(yùn)動(dòng)體在現(xiàn)實(shí)流體運(yùn)動(dòng)中受到的顛簸、 振動(dòng)、氣流，和不同方向和部位的正壓、低壓和負(fù)壓干擾等不同狀態(tài)。因?yàn)楝F(xiàn)有的風(fēng)洞最大的問題是，用風(fēng)扇產(chǎn)生流體壓力，對(duì)運(yùn)動(dòng)體的迎風(fēng)面測(cè)試，而現(xiàn)實(shí)中流體相對(duì)靜止，運(yùn)動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)速度多少，瞬間把流體壓縮多少，這才是真實(shí)狀態(tài)，而風(fēng)洞則相反，運(yùn)動(dòng)體不動(dòng)，風(fēng)扇產(chǎn)生的流體在動(dòng)，這種測(cè)試出的結(jié)果很不完善，與現(xiàn)實(shí)差距很大，為什么經(jīng)風(fēng)洞測(cè)試再按此修改后的運(yùn)動(dòng)體，在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中都多多少少會(huì)出現(xiàn)不少問題，甚至是非常嚴(yán)重的問題，所以在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，雖然不能與運(yùn)動(dòng)體真正的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相比，至少是比現(xiàn)有風(fēng)洞更接近一步流體壓力的真實(shí)狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)固定運(yùn)動(dòng)體相對(duì)運(yùn)動(dòng)更能模擬出現(xiàn)實(shí)在流體中較為真實(shí)的狀態(tài)，至少比運(yùn)動(dòng)完全靜止好的多，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)體在靜止?fàn)顟B(tài)中，風(fēng)扇產(chǎn)生迎風(fēng)面對(duì)運(yùn)動(dòng)體的不同部位在風(fēng)洞中靜止?fàn)顟B(tài)測(cè)試各部位的壓力值，與運(yùn)動(dòng)體在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5上固定后的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，原來所測(cè)試各部位在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5相對(duì)移動(dòng)中，原來各部位的壓力及附近部位的壓力值會(huì)出現(xiàn)的不少變化，這種變化就是靜止?fàn)顟B(tài)可能忽略的和測(cè)試不到的部位，但現(xiàn)實(shí)中可能或一定出現(xiàn)的變化。這就是現(xiàn)在經(jīng)風(fēng)洞測(cè)試修改后，在現(xiàn)實(shí)中又問題不斷的原因，通過運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，和風(fēng)扇正反面產(chǎn)生更大的流體壓力相結(jié)合，得到運(yùn)動(dòng)體更接近真實(shí)流體狀態(tài)的結(jié)果。同時(shí)，在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5對(duì)應(yīng)和風(fēng)洞四周，設(shè)有至少一個(gè)固定或可移動(dòng)的通過控制產(chǎn)生吸氣噴氣裝置501，可根據(jù)需要開啟或關(guān)閉吸氣噴氣裝置501來模擬運(yùn)動(dòng)體底部、上部及兩側(cè)的不同正壓或負(fù)壓的不同流體狀況，配合風(fēng)洞后部的導(dǎo)入口 404產(chǎn)生的負(fù)壓值，及風(fēng)洞前部風(fēng)扇產(chǎn)生迎風(fēng)面的流體壓力。還有運(yùn)動(dòng)平臺(tái)產(chǎn)生上下、左右、前后相對(duì)運(yùn)動(dòng)及不同頻率的振動(dòng)，綜合考慮以上各因素，根據(jù)不同流體狀態(tài)來配合使用，雖然不可能模擬出真正的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但至少比現(xiàn)在風(fēng)洞通過風(fēng)扇只對(duì)運(yùn)動(dòng)體靜止?fàn)顟B(tài)中，產(chǎn)生正向流體壓力的迎風(fēng)面測(cè)試要好得多。風(fēng)洞是在運(yùn)動(dòng)體靜止?fàn)顟B(tài)中，通過風(fēng)扇產(chǎn)生的迎風(fēng)面流體壓力的多個(gè)部位來測(cè)試，而運(yùn)動(dòng)體在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，空氣相對(duì)靜止，運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)速度多少，就瞬間把空氣壓縮多少， 兩者是完全相反的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以風(fēng)洞只能測(cè)試大概數(shù)據(jù)，因?yàn)椴豢赡茉陲L(fēng)洞中測(cè)試出全部由運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的流體運(yùn)動(dòng)，只能是運(yùn)動(dòng)體不動(dòng)，流體運(yùn)動(dòng)，所以風(fēng)洞只能大概模擬運(yùn)動(dòng)體在流體中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因?yàn)闆]有辦法完全真實(shí)的模擬運(yùn)動(dòng)體在流體中的逼真狀態(tài)，而且是在運(yùn)動(dòng)中的狀態(tài)，只好退而求其次，通過運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，能產(chǎn)生吸氣噴氣裝置形成局部流體壓力的變化，以及風(fēng)洞內(nèi)形成的正負(fù)壓狀態(tài)，再配合本發(fā)明中風(fēng)扇正反面產(chǎn)生出的高流體壓力，綜合配合使用，使風(fēng)洞能模擬出使運(yùn)動(dòng)體更好一些的在流體中的真實(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，得到更好的結(jié)果。另一實(shí)施例，與以上不同是把風(fēng)扇換為螺旋槳，按上述結(jié)構(gòu)，也能很好的對(duì)水面和水中的運(yùn)動(dòng)體進(jìn)行測(cè)試。綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相對(duì)比的優(yōu)點(diǎn)在于由于通常扇葉的長度比其寬度大5倍左右，流體經(jīng)過流體通道的路徑比寬度大5 倍左右，在強(qiáng)大離心力作用下流體流速比寬度更快，使風(fēng)扇前后部的外殼和內(nèi)殼之間產(chǎn)生更大的流體壓力差，同時(shí)與風(fēng)扇排出的大量高壓流體共同施加在風(fēng)洞內(nèi)。流體壓力差產(chǎn)生的流體壓力和風(fēng)扇排出的高壓流體一齊共同形成更大的流體壓力施加在風(fēng)洞內(nèi)，以滿足風(fēng)洞高流體壓力的需要。I、目前風(fēng)洞都通過高功率的風(fēng)扇來產(chǎn)生高流體壓力，但風(fēng)扇通過吸氣排氣很難產(chǎn)生高壓力，就是通過多級(jí)風(fēng)扇逐級(jí)吸入和壓縮，所產(chǎn)生的壓力也不理想，而且能耗很大，所模擬流體不同狀態(tài)對(duì)運(yùn)動(dòng)體的流體壓力也不太理想。本發(fā)明首次提出，在風(fēng)扇扇葉的外殼和內(nèi)殼之間為流體通道，在內(nèi)殼上設(shè)多個(gè)導(dǎo)入口與其內(nèi)的流體通道相通，通過吸氣馬達(dá)產(chǎn)生極強(qiáng)的吸力，使扇葉內(nèi)殼上與流體通道內(nèi)外二層形成高流速的流體層，其流速是風(fēng)扇產(chǎn)生流速的若干倍，甚至更高，這種狀態(tài)很容易做到，只需對(duì)吸氣馬達(dá)控制就可以，由此在風(fēng)扇正反面形成很大的壓力差，低流速的外殼產(chǎn)生的高壓力必然向高流速的內(nèi)殼產(chǎn)生的低壓力區(qū)轉(zhuǎn)移壓力，就如水向低處流動(dòng)一樣，都是自然規(guī)律，所以風(fēng)扇正反面產(chǎn)生的壓力差越大，產(chǎn)生的流體壓力就越大，如流體通道內(nèi)和與之相通的內(nèi)殼比外殼表面快10倍的流速，就產(chǎn)生比現(xiàn)有的風(fēng)扇大10倍的流體壓力，如大20 倍的流速，就大20倍的流體壓力，甚至更高，而這種結(jié)果只對(duì)吸氣馬達(dá)控制就可做到。所以本發(fā)明產(chǎn)生如此大的流體壓力，只通過吸氣馬達(dá)對(duì)風(fēng)扇一面加快流速即可，而不是現(xiàn)有的風(fēng)扇只能通過大功率風(fēng)扇吸氣排氣來產(chǎn)生流體壓力，所以本發(fā)明比現(xiàn)風(fēng)扇節(jié)能很多，同時(shí)產(chǎn)生的流體壓力更大，以滿足在風(fēng)洞內(nèi)的不同流體壓力狀態(tài)。現(xiàn)有風(fēng)洞風(fēng)扇是通過吸排氣產(chǎn)生壓力，而本發(fā)明不但是吸排氣，同時(shí)還產(chǎn)生很大的壓力差，所以本發(fā)明能比現(xiàn)有風(fēng)洞產(chǎn)生更大的流體壓力。2、因?yàn)楝F(xiàn)有的風(fēng)洞最大的問題是，用風(fēng)扇產(chǎn)生流體壓力，對(duì)運(yùn)動(dòng)體的迎風(fēng)面測(cè)試， 而現(xiàn)實(shí)中流體相對(duì)靜止，運(yùn)動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)速度多少，瞬間把流體壓縮多少，這才是真實(shí)狀態(tài)， 而風(fēng)洞則相反，運(yùn)動(dòng)體不動(dòng)，風(fēng)扇產(chǎn)生的流體在動(dòng)，這種測(cè)試出的結(jié)果很不完善，與現(xiàn)實(shí)差距很大，為什么經(jīng)風(fēng)洞測(cè)試再按此修改后的運(yùn)動(dòng)體，在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中都多多少少會(huì)出現(xiàn)不少問題，甚至是非常嚴(yán)重的問題，所以本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在相對(duì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中，雖然不能與運(yùn)動(dòng)體真正的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相比，至少近似流體壓力的真實(shí)狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)體在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 更能模擬出運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)的較為真實(shí)的狀態(tài)，至少比運(yùn)動(dòng)體完全靜止好的多，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)體在靜止?fàn)顟B(tài)中，在風(fēng)洞中所測(cè)試部位的壓力值，運(yùn)動(dòng)體固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，原來靜止?fàn)顟B(tài)所測(cè)試部位在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相對(duì)移動(dòng)中，與原來部位的壓力值及附近壓力值會(huì)出現(xiàn)差異，這種變化差異就是靜止?fàn)顟B(tài)中測(cè)試不到的和可能忽略的，但在現(xiàn)實(shí)狀態(tài)就一定出現(xiàn)的變化。這就是經(jīng)風(fēng)洞測(cè)試修改后的運(yùn)動(dòng)體，在現(xiàn)實(shí)中問題不斷的原因。通過運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，和風(fēng)扇產(chǎn)生更大的流體壓力相結(jié)合，得到運(yùn)動(dòng)體更接近真實(shí)流體狀態(tài)的結(jié)果。3、本發(fā)明還能在風(fēng)洞內(nèi)后部形成有高負(fù)壓，前部又是高正壓區(qū)，高壓區(qū)必須向低壓區(qū)轉(zhuǎn)移壓力差，使風(fēng)洞前后部形成更大的壓力差，在風(fēng)洞內(nèi)形成更高的流體壓力，以滿足風(fēng)洞更高流體壓力的需要，而在風(fēng)洞內(nèi)形成如此大的流體壓力，現(xiàn)有傳統(tǒng)的風(fēng)扇很難形成。4、在風(fēng)洞中測(cè)試的各類運(yùn)動(dòng)體，都是通過模擬現(xiàn)實(shí)條件來作各項(xiàng)測(cè)試，現(xiàn)實(shí)環(huán)境中在高空有低壓、負(fù)壓，同時(shí)在運(yùn)動(dòng)中前方迎風(fēng)面有正壓，兩側(cè)為側(cè)向壓力，后部為負(fù)壓，再通過運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就可近似的模擬這些狀態(tài)，而現(xiàn)在的風(fēng)洞僅是模擬迎風(fēng)面對(duì)運(yùn)動(dòng)體所產(chǎn)生的正向流體壓力。5、本發(fā)明在風(fēng)扇前后部之間形成更大的流體壓力，換為螺旋槳按此結(jié)構(gòu)同樣會(huì)在水中產(chǎn)生更大流體壓力，所以本發(fā)明適用于空氣和水中產(chǎn)生大流體壓力風(fēng)洞。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.大流體壓力風(fēng)洞，它包括風(fēng)洞室，風(fēng)洞室一端設(shè)有風(fēng)扇，風(fēng)扇包括頁盤及扇葉，頁盤四周設(shè)有多個(gè)扇葉，所述扇葉包括外殼及內(nèi)殼，其特征在于所述扇葉的內(nèi)殼與外殼間形成有流體通道，所述內(nèi)殼沿扇葉長度方向設(shè)置有導(dǎo)入口與導(dǎo)出口，所述導(dǎo)入口、導(dǎo)出口與流體通道相連通。
2.如權(quán)利要求I所述的大流體壓力風(fēng)洞，其特征在于它還包括吸氣馬達(dá)、吸氣管及流體導(dǎo)出管；所述流體導(dǎo)出管設(shè)置于扇葉的流體通道中，流體導(dǎo)出管與吸氣管相連，吸氣管連連接吸氣馬達(dá)；所述導(dǎo)出口為設(shè)置于扇葉內(nèi)殼上的通孔，其連通流體通道至扇葉內(nèi)殼外部；或所述導(dǎo)出口為流體導(dǎo)出管與流體通道交界處的開口，其通過吸氣管與吸氣馬達(dá)相通。
3.如權(quán)利要求2所述的大流體壓力風(fēng)洞，其特征在于所述風(fēng)扇的頁盤為中空，中空的頁盤與扇葉中流體通道相通，所述吸氣馬達(dá)通過吸氣管連接中空的頁盤。
4.如權(quán)利要求I所述的大流體壓力風(fēng)洞，其特征在于所述風(fēng)洞分為外層、內(nèi)層，在內(nèi)、 外層之間間隔形成有流體層；所述風(fēng)洞內(nèi)層設(shè)有與流體層相通的導(dǎo)入口，所述風(fēng)洞的前部于外層、內(nèi)層均設(shè)有與流體層相通的導(dǎo)入口。
5.如權(quán)利要求4所述的大流體壓力風(fēng)洞，其特征在于所述風(fēng)洞的內(nèi)層及前部的外層上設(shè)置有控制導(dǎo)入口開/閉量的控制裝置；所述風(fēng)洞內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)噴氣吸氣裝置。
6.如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的大流體壓力風(fēng)洞，其特征在于所述導(dǎo)入口為圓形、 長條形、條形、菱形、橢圓形、圓錐形、三角形、弧形或橄欖形；所述扇葉上導(dǎo)入口的開口形狀的中心線與風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)平行。
7.如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的大流體壓力風(fēng)洞，其特征在于所述流體通道中設(shè)置有用于增大流體經(jīng)過路徑的擾流面，所述擾流面表面呈凹凸相間的流線型或多個(gè)弧形排列的形狀。
8.如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的大流體壓力風(fēng)洞，其特征在于所述流體通道內(nèi)沿長度方向通過隔板分割有兩層通道，兩層通道通過流體導(dǎo)出口相通；其中一層通道與所述流體導(dǎo)入口相通，另一層通道與所述吸氣馬達(dá)相通。
9.如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的大流體壓力風(fēng)洞，其特征在于所述風(fēng)洞室一端設(shè)有多級(jí)風(fēng)扇，所述吸氣馬達(dá)通過吸氣管依次連接多級(jí)風(fēng)扇的各頁盤中空部。
10.如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的大流體壓力風(fēng)洞，其特征在于所述風(fēng)洞中設(shè)置有上、下、左、右、前、后移動(dòng)及/或振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。
全文摘要
本發(fā)明提供了大流體壓力風(fēng)洞，它包括風(fēng)洞室，風(fēng)洞室一端設(shè)有風(fēng)扇，風(fēng)扇包括頁盤及扇葉，頁盤四周設(shè)有多個(gè)扇葉，所述扇葉包括外殼及內(nèi)殼，所述扇葉的內(nèi)殼與外殼間形成有流體通道，所述內(nèi)殼沿扇葉長度方向設(shè)置有導(dǎo)入口及導(dǎo)出口，所述導(dǎo)入口、導(dǎo)出口與流體通道相連通。本發(fā)明的有益效果在于沒有在風(fēng)洞中增加其它動(dòng)力，而是利用離心力由內(nèi)向外產(chǎn)生的強(qiáng)大力量使流體通道內(nèi)流速加快，就使風(fēng)洞內(nèi)的流體壓力大大增加；進(jìn)一步，又通過吸氣馬達(dá)強(qiáng)大的吸力來加快風(fēng)扇內(nèi)流體通道的流速，很容易在風(fēng)扇前后部形成幾十倍的壓力差，隨同排出的高壓流體，共同使風(fēng)洞產(chǎn)生更大的流體壓力。
文檔編號(hào)G01M9/04GK102589837SQ20121002827
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者朱曉義 申請(qǐng)人:朱曉義