一种便携式可移动的风蚀风洞装置

本技术涉及实验室模拟风场分析的，尤其涉及一种便携式可移动的风蚀风洞装置。

背景技术：

1、随着风沙物理学和沉积学发展，风蚀风洞已经成为研究风沙搬运过程及其现象的重要手段，能够在控制若干变量的前提下，研究不同环境因素对风沙搬运过程的影响。

2、目前，现有风蚀风洞技术按照架构分为两大类：开路直流式和环状回流式，其中，环状直流式存在风沙颗粒物对电机、转子轴、叶片等部件不可避免产生干扰，且由于风沙颗粒物与装置直接重复碰撞影响实验数据。

3、此外，现有风蚀风洞技术按照使用环境分为两大类：室内实验和野外试验，其中，野外试验存在成本高昂、试验条件难以控制的致命缺点，而室内试验存在以下不足：第一，完善的室内实验风蚀风洞造价高昂且笨重，体积较大，对投入运行条件要求较高；第二，现有的成型风蚀风洞无法做到对实验过程的直接观察，依靠大量复杂设备采集数据来反应实验过程，缺乏实验过程可视性。因此针对以上不足，提出了一种便携式可移动的风蚀风洞装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种便携式可移动的风蚀风洞装置，以克服现有技术中风沙过程的科研和教学方面的风蚀风洞在运行成本高、结构设计繁琐、安全系数低以及使用寿命短等缺陷。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供了一种便携式可移动的风蚀风洞装置，包括：

3、装置主体，所述装置主体的两端分别连接动力段和尾处理段，所述装置主体包括扩散整流段和实验段，所述扩散整流段连接实验段，所述扩散整流段的另一侧连接动力段，所述实验段的另一侧连接尾处理段；

4、所述动力段包括环形流通结构，所述环形流通结构的内部安装轴流风机，所述环形流通结构的外部安装变频控制器，所述轴流风机电气连接变频控制器，所述环形流通结构嵌套连接所述扩散整流段；所述实验段包括实验段主体，所述实验段主体的外部设有多个等分位框，所述实验段主体上安装实验测试组件，所述实验测试组件包括沙样收集组件、沙样测试组件、风速测试单元和计时单元。

5、优选的，所述轴流风机的额定功率为2200-4000w，所述变频控制器的功率不超过4000w，所述变频控制器的调节电压为10-220v。

6、优选的，所述扩散整流段为进口圆形、出口方形的空心柱体，所述扩散整流段尾端的内部安装整流结构单元，所述整流结构单元为正六边形单元构成蜂巢状截面，所述六边形的截面直径为45-55mm。

7、优选的，所述实验段主体包括具量底板、观察侧板和可动顶板，所述具量底板的两侧安装观察侧板，两个观察侧板之间安装可动顶板，所述具量底板的左侧观察侧板的下端安装刻度线尺。

8、优选的，所述沙样收集组件包括集沙管、沙样投放器和集沙盒，多个集沙管安装在具量底板上，所述沙样投放器安装在观察侧板的顶端，所述集沙盒安装在尾处理段的下方。

9、优选的，所述沙样测试组件包括沙盘、糙度板和微型高速摄像机，所述沙盘安装在所述实验段主体的顶端，所述糙度板安装在具量底板上，所述微型高速摄像机拍摄所述实验段主体。

10、优选的，所述风速测试单元包括多个风杯式风速计，多个风杯式风速计安装在可动顶板上，所述风杯式风速计的采集频率为1-50hz。

11、优选的，所述计时单元安装在观察侧板的外侧，所述计时单元的计时范围为0-120min，所述计时单元的计时精度为±10ms。

12、优选的，所述尾处理段包括弯通风管和沙样收集槽，所述弯通风管连接沙样收集槽，所述沙样收集槽的一侧连接实验段主体，所述沙样收集槽的下端连接集沙盒。

13、本实用新型具有如下有益效果：

14、本实用新型提供的便携式可移动的风蚀风洞装置，装置的各部分模块化，实验测试组件可以独立运行，实现小型可拆卸、制造便捷化要求，不仅能够实现对输入气流整流，输入气流以更加平稳的气流输出，提高流场品质，同时通过对风沙颗粒物输运过程进行联动观测，实现成本最小化的前提下定量采集数据最大化，借助轴流风机通过变频控制器可实现软启动，避免因功率问题损坏风机，且随时控制气流速度，使用寿命长，安全性高。

技术特征：

1.一种便携式可移动的风蚀风洞装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的便携式可移动的风蚀风洞装置，其特征在于，所述轴流风机（101）的额定功率为2200-4000w，所述变频控制器（102）的功率不超过4000w，所述变频控制器（102）的调节电压为10-220v。

3.根据权利要求1所述的便携式可移动的风蚀风洞装置，其特征在于，所述扩散整流段（200）为进口圆形、出口方形的空心柱体，所述扩散整流段（200）尾端的内部安装整流结构单元（201），所述整流结构单元（201）为正六边形单元构成蜂巢状截面，所述六边形的截面直径为45-55mm。

4.根据权利要求1所述的便携式可移动的风蚀风洞装置，其特征在于，所述实验段主体包括具量底板（301）、观察侧板（302）和可动顶板（303），所述具量底板（301）的两侧安装观察侧板（302），两个观察侧板（302）之间安装可动顶板（303），所述具量底板（301）的左侧观察侧板（302）的下端安装刻度线尺（304）。

5.根据权利要求4所述的便携式可移动的风蚀风洞装置，其特征在于，所述沙样收集组件（311）包括集沙管（311a)、沙样投放器（311b）和集沙盒（311c），多个集沙管（311a)安装在具量底板（301）上，所述沙样投放器（311b）安装在观察侧板（302）的顶端，所述集沙盒（311c）安装在尾处理段(400）的下方。

6.根据权利要求4所述的便携式可移动的风蚀风洞装置，其特征在于，所述沙样测试组件（312）包括沙盘（312a）、糙度板（312b）和微型高速摄像机（312c），所述沙盘（312a）安装在所述实验段主体的顶端，所述糙度板（312b）安装在具量底板（301）上，所述微型高速摄像机（312c）拍摄所述实验段主体。

7.根据权利要求4所述的便携式可移动的风蚀风洞装置，其特征在于，所述风速测试单元（313）包括多个风杯式风速计，多个风杯式风速计安装在可动顶板（303）上，所述风杯式风速计的采集频率为1-50hz。

8.根据权利要求4所述的便携式可移动的风蚀风洞装置，其特征在于，所述计时单元（314）安装在观察侧板（302）的外侧，所述计时单元（314）的计时范围为0-120min，所述计时单元（314）的计时精度为±10ms。

9.根据权利要求5所述的便携式可移动的风蚀风洞装置，其特征在于，所述尾处理段（400）包括弯通风管（401）和沙样收集槽（402），所述弯通风管（401）连接沙样收集槽（402），所述沙样收集槽（402）的一侧连接实验段主体，所述沙样收集槽（402）的下端连接集沙盒（311c）。

技术总结
本技术涉及实验室模拟风场分析的技术领域，尤其涉及一种便携式可移动的风蚀风洞装置，其包括装置主体，所述装置主体的两端分别连接动力段和尾处理段，所述装置主体包括扩散整流段和实验段，所述扩散整流段连接实验段，所述扩散整流段的另一侧连接动力段，所述实验段的另一侧连接尾处理段，所述实验段包括实验段主体，所述实验段主体上安装实验测试组件，所述实验测试组件包括沙样收集组件、沙样测试组件、风速测试单元和计时单元。本技术提供的便携式可移动的风蚀风洞装置，装置的各部分模块化，实验测试组件可以独立运行，实现小型可拆卸、制造便捷化要求，使用寿命长，安全性高。

技术研发人员：王晨诣,胡栩齐,胡婕妤,孙平昌,牛大鸣
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：20240227
技术公布日：2024/9/23