一種能模擬降雪過程的綠色環(huán)保節(jié)能風(fēng)洞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種能模擬降雪過程的綠色環(huán)保節(jié)能風(fēng)洞，可用于建筑結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域大跨度空間結(jié)構(gòu)受考慮降雪過程的風(fēng)雪兩相流耦合作用的模擬和大跨度空間結(jié)構(gòu)屋蓋及其四周風(fēng)致積雪漂移的模擬。
【背景技術(shù)】
[0002]以全球變暖為主要特征的氣候變化導(dǎo)致50年甚至100年一遇的強風(fēng)、暴雪等極端災(zāi)害天氣頻繁出現(xiàn)，造成風(fēng)雪耦合作用荷載極值強度加大。另一方面，大跨度空間結(jié)構(gòu)向輕量化、長大化、體型復(fù)雜化、屋面材料透明化等方向發(fā)展，導(dǎo)致其對于風(fēng)雪荷載作用更加敏感。近年來，風(fēng)雪荷載耦合作用和由此引起的屋蓋積雪荷載不均勻分布導(dǎo)致大跨度空間結(jié)構(gòu)坍塌事故時有發(fā)生，造成了嚴(yán)重的人員傷亡、經(jīng)濟損失以及惡劣的社會影響。從上世紀(jì)90年代開始，美國、日本等發(fā)達國家率先開展了之相關(guān)的風(fēng)雪耦合作用、風(fēng)致積雪漂移的研宄。目前，我國一些高校和科研機構(gòu)也逐步開展了此方面的研宄。其中，風(fēng)洞試驗是進行這一領(lǐng)域研宄的重要方法之一。風(fēng)洞試驗通過模型與原型之間的相似關(guān)系，使風(fēng)雪運動在條件可控的實驗室中得到重現(xiàn)。同時，在實驗室中可設(shè)定不同的參數(shù)，有利于揭示物理量之間內(nèi)在的變化規(guī)律。我國目前所進行的風(fēng)雪運動試驗研宄主要采用采用兩種方法，一種方法是用模擬介質(zhì)來代替雪粒在常規(guī)風(fēng)洞中進行試驗。但由于雪粒直徑較小，重量較輕，很難找到滿足各種相似準(zhǔn)則的合適介質(zhì)，因此需要對相似準(zhǔn)則進行選擇性的取舍，導(dǎo)致試驗條件與實際風(fēng)雪運動條件相似度低，而且這種試驗方法通常難以模擬風(fēng)雪運動受降雪過程的影響，使得風(fēng)洞試驗的結(jié)果和實際觀測結(jié)果相去甚遠(yuǎn)。另一種方法是采用能生成冰晶顆粒流動氣體的大型冰風(fēng)洞實驗室進行試驗。大型冰風(fēng)洞實驗室采用大型制冷設(shè)備生成低溫氣體，從而使氣動噴嘴噴出的水顆粒轉(zhuǎn)化為冰顆粒。但是此類冰風(fēng)洞造價昂貴，運行和維護費用也十分高昂，所配備的大型制冷和霧化設(shè)備功率極大，導(dǎo)致冰風(fēng)洞試驗成為費用、能源均消耗很大的試驗項目，一般多用于生產(chǎn)性試驗，通常的科研試驗難以承擔(dān)。而且大型冰風(fēng)洞試驗周期較長，為了達到所需的風(fēng)雪運動環(huán)境通常需要數(shù)天時間，這進一步加大了進行科研試驗的時間成本。
[0003]綜上，研發(fā)一種能較準(zhǔn)確模擬考慮實際降雪過程的風(fēng)雪運動環(huán)境，同時能夠降低能源消耗、提高試驗效率的風(fēng)洞極有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種能模擬降雪過程的綠色環(huán)保節(jié)能風(fēng)洞，該風(fēng)洞能夠在寒冷的環(huán)境中較準(zhǔn)確地進行大跨度空間結(jié)構(gòu)受考慮實際降雪過程的風(fēng)雪運動作用的模擬，同時相比于現(xiàn)有大型冰風(fēng)洞，具有試驗?zāi)芎牡?、效率高、?gòu)造簡單、造價低、運行、維護費用低和綠色環(huán)保的優(yōu)點。
[0005]本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種能模擬降雪過程的綠色環(huán)保節(jié)能風(fēng)洞，該風(fēng)洞采用開口直流式，包括依次連接的進氣口、動力段、擴散段、穩(wěn)定段、水霧生成段和試驗段；所述進氣口設(shè)置在室外；在所述動力段內(nèi)安裝有風(fēng)機；在所述水霧生成段內(nèi)的上部設(shè)有霧化氣動噴嘴，所述霧化氣動噴嘴設(shè)有進氣口和進水口，所述進氣口通過壓力氣體管路與壓力氣源連接，所述進水口通過壓力水管路與壓力水源連接；在所述霧化氣動噴嘴的下方設(shè)有分流板，所述分流板位于所述水霧生成段內(nèi)的中上部，所述分流板的中部兩側(cè)均設(shè)有與所述水霧生成段的側(cè)壁鉸接的銷軸，所述分流板的前后部兩側(cè)均設(shè)有與所述水霧生成段的側(cè)壁插接的定位銷。
[0006]該風(fēng)洞還包括轉(zhuǎn)折段，所述轉(zhuǎn)折段的進口延伸至室外與所述進氣口連接，所述轉(zhuǎn)折段的出口延伸至室內(nèi)與所述動力段的進口連接。
[0007]在所述壓力水管路上設(shè)置有保溫加熱設(shè)備。
[0008]在所述水霧生成段的出口處設(shè)有溫度和流量測量裝置。
[0009]在所述壓力水源的出口處安裝有壓力水源閥門。
[0010]在所述壓力氣源的出口處安裝有壓力氣源閥門。
[0011]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:通過采用將進氣口設(shè)置在寒冷的環(huán)境中引入室外冷空氣制冷產(chǎn)生生成雪顆粒所需的低溫氣體，將水霧生成段生成的水霧轉(zhuǎn)化為冰晶，形成風(fēng)雪流，經(jīng)過分流板導(dǎo)流，從試驗段上部灑落，從而形成降雪環(huán)境，短時間內(nèi)實現(xiàn)考慮降雪過程的風(fēng)雪運動環(huán)境的模擬，能夠極大地減少制冷所需的能源消耗，達到綠色環(huán)保節(jié)能、提高效率的效果。并且，本實用新型通過采用開口直流式結(jié)構(gòu)，能夠有效地避免因雪顆粒回流所造成的動力段內(nèi)風(fēng)機設(shè)備、各種測量設(shè)備以及管線的損傷；同時，由于雪顆粒是在進入試驗段之前生成的，對于風(fēng)洞大部分階段沒有影響，試驗中只需注重對于水霧生成段和試驗段的養(yǎng)護即可。本實用新型可在常規(guī)開口直流風(fēng)洞基礎(chǔ)上加裝室外進氣口、轉(zhuǎn)折段、制冷段、水霧生成段和相應(yīng)配套設(shè)施改造而成。相比于現(xiàn)有的大型冰風(fēng)洞，本實用新型具有試驗?zāi)芎牡?、綠色環(huán)保、效率高、構(gòu)造簡單、造價低、運行和維護費用低的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實用新型的水霧生成段立體剖視圖；
[0014]圖3為本實用新型的水霧生成段平面剖視圖；
[0015]圖4為本實用新型的霧化氣動噴嘴及其連接管路詳圖。
[0016]圖中:1、進氣口 ；2、轉(zhuǎn)折段；3、動力段；4、擴散段；5、穩(wěn)定段；6、水霧生成段；7、水霧供給系統(tǒng)；8、壓力水源；9、壓力氣源；10、壓力水源閥門；11、壓力水管路；12、保溫加熱設(shè)備；13、壓力氣源閥門；14、壓力氣體管路；15、霧化氣動噴嘴；16、分流板；17、溫度和流量測量裝置；18、試驗段；19、試驗?zāi)Ｐ停?0、試驗室外墻。
【具體實施方式】
[0017]為能進一步了解本實用新型的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0018]請參閱圖1?圖4 一種能模擬降雪過程的綠色環(huán)保節(jié)能風(fēng)洞，該風(fēng)洞采用開口直流式，包括依次連接的進氣口 1、動力段3、擴散段4、穩(wěn)定段5、水霧生成段6和試驗段；所述進氣口 I穿出試驗室外墻20設(shè)置在室外；在所述動力段2內(nèi)安裝有風(fēng)機；在所述水霧生成段6內(nèi)的上部設(shè)有霧化氣動噴嘴15，所述霧化氣動噴嘴15設(shè)有進氣口和進水口，所述進氣口通過壓力氣體管路14與壓力氣源9連接，所述進水口通過壓力水管路11與壓力水源8連接；在所述霧化氣動噴嘴15的下方設(shè)有分流板16，所述分流板16位于所述水霧生成段6內(nèi)的中上部，所述分流板16的中部兩側(cè)均設(shè)有與所述水霧生成段6的側(cè)壁鉸接的銷軸，所述分流板16的前后部兩側(cè)均設(shè)有與所述水霧生成段6的側(cè)壁插接的定位銷。
[0019]在本實施例中，該風(fēng)洞還包括轉(zhuǎn)折段2，所述轉(zhuǎn)折段2的進口延伸至室外與所述進氣口 I連接，所述轉(zhuǎn)折段2的出口延伸至室內(nèi)與所述動力段3的進口連接。在所述壓力水管路11上設(shè)置有保溫加熱設(shè)備12。在所述水霧生成段6的出口處設(shè)有溫度和流量測量裝置17。在所述壓力水源8的出