在飞机和太空工艺设计中使用台式风隧道

每个人都熟悉风隧道,许多人都会看过描述它们在飞机,航天器设计和汽车广告中的电影或图片,展示了他们的汽车的空气动力。最近,在桥梁的设计中发现了新的用途,以防止在大风中和现代超级建筑的设计下,以查看它们如何在基于风的自然灾害(例如飓风和台风)下相互作用。但是,在日常工程,学术界,研发和产品设计中,许多人不知道的风隧道是台式风隧道领域的实际用途。

台式风隧道遵守风隧道设计的一般原理,即控制的气流,低湍流,流量准确性和可重复性,但使用这些基本特性来进行更多的沿底部应用。这些仪器中最基本的仪器用于空气流量测量设备的校准动态计最复杂的是小型空气动力学研究。最近,对于日常工程中的桌面风隧道,新的应用程序已亮起。这些新的应用包括对热量发热项目的热特性分析,例如电路板和电子组件,以及在测量散热器,热交换器和其他热/冷却转移设备中的测量。

风洞元素

台式风隧道是开环系统,它们在房间中绘制和排出空气,而不是通过管道或其他闭合路径系统循环。无论其大小如何,所有风隧道都有共同的关键要素。测试部分或空气室通常是设备中最小的组件,但对用户最重要。这些部分通常具有存在测试条件的圆形或方形横截面区域,并进行了测量。风洞的其他组件参与控制测试室所需的气流,可​​以包括动员空气的风扇/鼓风机部分,一系列蜂窝,叶片,过滤器和其他设备,以减少空气湍流和产生层流空气流以及管道横截面的区域,该区域通过测试室形成了空气的流动。

带有控制面板(Omega Engineering,Inc。)显示的实验室级台式风隧道

图1。带有控制面板(Omega Engineering,Inc。)显示的实验室级台式风隧道

申请

最简单的应用是风速计空气流校准。动态计是测量空气速度并在许多科学和工程学科中使用的设备。有两种常见类型,两者都采用不同的技术。这些是Vane型的空气速度速度计和热线接种量表,它们采用小型风扇旋转以响应空气流量和电阻元件来冷却空气。在整个行业中,启示剂用于多种空气流程测试和通用工作区通风系统中的调整,喷雾摊位中的气流速度监测,烟雾罩,干净的房间和层流工作站。它们还用于测量工业过程中使用的大量过滤器以及冷却或加热线圈的流动。在整个科学界,启示仪在整个科学界都很广泛,并在天气测量和分析中找到了在环境研究和研究中的用途。这些设备的最常见用途是在HVAC系统的安装和维护期间,它们用于平衡和测量气流和故障排除。

在校准风速计时,风洞非常易于使用,不需要专业知识。测试室通常配置为接受特定的模型,并针对NIST标准进行预校准。要操作,只需安装要测试的单元,选择气流并读取输出。图2中的单元由所示的仪表板控制 - 多位置开关选择气流。

台式校准风洞(Omega Engineering,Inc。)

图2。台式校准风洞(Omega Engineering,Inc。)

对于更通用的应用,图1中所示的模型提供了更大的灵活性。该设备可用于实验室校准,以及适用于较大单元的应用,包括使用模型的空气动力学研究。常见用途包括产品设计和开发,研发项目以及学术实验。测试室可以容纳定制的安装灯具和仪表。它还包括测量温度,湿度和气压压力的能力。与校准风隧道相比,实验室级风隧道的流速范围要大得多 - 25至9000 FPM(每分钟)与500至3000 fpm。同样,流速是连续的,由于它们处于校准风洞中,因此没有预设。最低的流速是使用经过专门设计的限制性板来达到的,这些板块在保持较高的均匀性和低湍流的同时降低了空气。

这些紧凑的气流设备在表面上的最新应用是在日常工程设计中,例如电气和电子组件的热评估。这包括电动设备,例如电路板和动力组件,以及被动设备,例如散热器和热交换器

在外观上,这些设备与用于空气流量研究和校准的熟悉设计相去甚远。从左侧的示例中可以看到,与传统的同行不同,气流室是该设备的最大部分。风扇可以单独控制并通过蜂窝过滤器吸收空气,以抑制湍流并产生均匀的流动。被测试的设备被悬挂在通用且可调节的安装固定装置上,该装置可以接受广泛的测试对象。测试室中有几个允许其他仪器的开口,例如传感器和发电机。气流是连续的,因此可以利用不同的测试条件,并进行了温度曲线测量。该单元也可以使用小型控制盒或通过PC接口进行操作。

台式热评估风洞(Omega Engineering,Inc。)

图3。台式热评估风洞(Omega Engineering,Inc。)

结论

对于普通工程师来说,风隧道不是常见工具。然而,鲜为人知的台式风隧道类别为正确的应用提供了测试,测量和设计有效性。对于那些常规使用风速计的人来说,台式校准风隧道是提高内部校准能力的简便方法。对于研究和产品开发的人来说,实验室级单元可以是决定性的数据资源。对于那些设计电路板,发热组件,散热器或其他冷却设备的人来说,热评估风洞为创造更安全,更可靠和更高质量的产品提供了一种新颖的方式。如果您适合这些类别中的任何一个,并且从未听说过台式风隧道,欢迎来到一条新的生产力途径。

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    欧米茄工程航空航天。“在飞机和太空飞机设计中使用台式风隧道”。azom。//www.washintong.com/article.aspx?articleId=15465。(2022年8月16日访问)。

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    欧米茄工程航空航天。2019。在飞机和太空工艺设计中使用台式风隧道。Azom,2022年8月16日,https://www.washintong.com/article.aspx?articleId=15465。

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