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一種用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的組合式piv示蹤粒子施放器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的組合式PIV示蹤粒子施放器，其特征在于：它包括一安放架、一圓柱形罐體、一密封圓形通道、一可伸縮性軟管和一剛性支棍；安放架上設(shè)置圓柱形罐體，圓柱形罐體的頂端密封連接內(nèi)部設(shè)置有風(fēng)機(jī)的密封圓形通道，密封圓形通道的頂端密封連接可伸縮性軟管的底端，可伸縮性軟管的頂端連接剛性支棍的一端；安裝架為由上至下依次設(shè)置的示蹤煙霧通道層、可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層、安放支架底板層和若干支架組成的框架；示蹤煙霧通道層上具有若干與圓柱形罐體相連通的布煙孔，可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層上具有與示蹤煙霧通道層上的布煙孔一一對(duì)應(yīng)的燃香孔，安放支架底板層為兩個(gè)移動(dòng)板。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、成本低、便于拆裝和操作簡便。本發(fā)明可以廣泛用于PIV測(cè)試系統(tǒng)中的空氣示蹤領(lǐng)域。
【專利說明】—種用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的組合式Piv示蹤粒子施放器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種示蹤粒子施放器，特別是關(guān)于一種用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的組合式PIV(Particle Image Velocimetry,粒子圖像測(cè)速法)示蹤粒子施放器。
【背景技術(shù)】
[0002]“風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)”這一概念是由丹麥Bygholm動(dòng)物科學(xué)研究中心提出的，最早用于模擬測(cè)試屠宰場(chǎng)建筑的風(fēng)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，目前僅在丹麥投入使用過。風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)臺(tái)是一個(gè)低速，開口循環(huán)的小型風(fēng)洞，由軸流風(fēng)機(jī)、變頻器、風(fēng)桌平面以及垂直于平面的壁面組成的一個(gè)具有穩(wěn)定流場(chǎng)的開式風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)臺(tái)。在風(fēng)桌的氣流穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)安放建筑模型就可以進(jìn)行風(fēng)桌模擬實(shí)驗(yàn)。風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建簡便、占地小，利用風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以非常方便、經(jīng)濟(jì)地模擬自然風(fēng)對(duì)建筑物通風(fēng)的影響，進(jìn)行各種進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口的氣流組織實(shí)驗(yàn)，從而取得比較接近實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)中所得的數(shù)據(jù)與結(jié)論都十分符合真實(shí)流場(chǎng)的情況，因此有效論證了風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的可行性與可靠性。對(duì)于建筑模型的風(fēng)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)以其低成本的優(yōu)勢(shì)代替了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，但是風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)在測(cè)試技術(shù)以及測(cè)試數(shù)據(jù)的精確度仍然有待提高。
[0003]隨著計(jì)算機(jī)及圖像處理技術(shù)的發(fā)展，PIV得到廣泛使用。PIV測(cè)速可以通過測(cè)量示蹤粒子在已知極短時(shí)間間隔內(nèi)的位移來間接地測(cè)量流場(chǎng)的瞬態(tài)速度分布。PIV測(cè)速法的關(guān)鍵在于示蹤粒子。目前現(xiàn)有的Piv測(cè)試中，有應(yīng)用于油田動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)采用的液態(tài)示蹤粒子，有用于臨床醫(yī)藥的采用高分子納米材料的示蹤粒子，也有采用覆膜技術(shù)的淀粉、花粉顆粒作為風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的示蹤粒子，還有針對(duì)機(jī)械特殊部位采用的PIV測(cè)試裝置，但是，用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)Piv測(cè)試的示蹤粒子及其施放器還沒有相關(guān)的研究報(bào)道?，F(xiàn)有的PIV測(cè)試技術(shù)中采用的示蹤粒子操作起來技術(shù)難度大，施放器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。因此，有必要設(shè)計(jì)一種用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)PIV測(cè)試使用的操作簡便的示蹤粒子施放器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、便于拆裝、成本低和操作簡單的用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的組合式PIV示蹤粒子施放器，并且可以便捷的將示蹤粒子施放在需要進(jìn)行PIV測(cè)試的區(qū)域，以便進(jìn)行局部或者微環(huán)境的PIV測(cè)試。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的組合式PIV示蹤粒子施放器，其特征在于:它包括一安放架、一圓柱形罐體、一密封圓形通道、一可伸縮性軟管和一剛性支棍；所述安放架上設(shè)置所述圓柱形罐體，所述圓柱形罐體的頂端密封連接內(nèi)部設(shè)置有風(fēng)機(jī)的所述密封圓形通道，所述密封圓形通道的頂端密封連接所述可伸縮性軟管的底端，所述可伸縮性軟管的頂端連接所述剛性支棍的一端；所述安裝架為由上至下依次設(shè)置的示蹤煙霧通道層、可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層、安放支架底板層和若干支架組成的框架；所述示蹤煙霧通道層上具有若干與所述圓柱形罐體相連通的布煙孔，所述可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層上具有與所述示蹤煙霧通道層上的所述布煙孔一一對(duì)應(yīng)的燃香孔，所述安放支架底板層為兩個(gè)移動(dòng)板。[0006]所述可伸縮性軟管通過連接件連接所述剛性支棍。
[0007]所述風(fēng)機(jī)為軸流風(fēng)機(jī)。
[0008]所述圓柱形罐體的直徑為160mm,高度為500mm,所述密封圓形通道的直徑為74mm,高度為IOOmm ;所述圓柱形罐體和所述密封圓形通道壁厚為3mm,材料為薄壁金屬。
[0009]所述安放架的尺寸為長320mm，寬160mm，高260mm ;所述示蹤煙霧通道層與所述可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層之間的垂直距離為200mm，所述可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層和所述安放支架底板層之間的垂直距離為50mm。
[0010]所述示蹤煙霧通道層上具有兩個(gè)并列設(shè)置且等圓的圓形布煙板，所述布煙孔均勻分布在所述布煙板上，且所述布煙板直徑為160mm，每一所述布煙板上的所述布煙孔數(shù)目為21個(gè)，直徑為20mm。
[0011]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明由于采用安放架上部設(shè)置密封連通的圓柱形罐體，罐體密封連接密封圓形通道，密封圓形通道密封連接可伸縮性軟管，可伸縮性軟管連接剛性支棍，整體結(jié)構(gòu)較為簡單，且各部件之間組裝便捷、拆裝方便。安裝架分為兩側(cè)，均可用于燃燒作為示蹤粒子的艾草香，一側(cè)艾草香燃盡之前既可以采用移動(dòng)安裝架中可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層又可以將設(shè)備移動(dòng)到另一側(cè)，以實(shí)現(xiàn)不間斷提供示蹤粒子。安放架、圓柱形罐體和密封圓形通道均采用金屬，成本低廉。2、本發(fā)明采用可伸縮性軟管，因此可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中的實(shí)際需要將可伸縮性軟管拉長、縮短或彎曲，操作十分靈活，方便快捷的將示蹤粒子施放在待測(cè)區(qū)域。3、本發(fā)明以艾草香燃燒產(chǎn)生的煙霧作為示蹤粒子，艾草香燃燒產(chǎn)生的煙霧粒徑位于幾微米至幾十微米之間，符合PIV示蹤粒子粒徑的范圍。在市面上可以輕易獲得價(jià)格低廉的艾草香，因此本發(fā)明采用的示蹤粒子成本也較低。本發(fā)明可以廣泛用于PIV測(cè)試系統(tǒng)中的空氣示蹤領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
[0013]圖2是本發(fā)明的安放架俯視圖
[0014]圖3是本發(fā)明的安放架正視圖
[0015]圖4是采用本發(fā)明實(shí)驗(yàn)得到的PIV示蹤粒子成像示意圖【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明包括安放架1、圓柱形罐體2、密封圓形通道3、可伸縮性軟管4和剛性支棍5。
[0018]安放架I上設(shè)置圓柱形罐體2，圓柱形罐體2的頂端密封連接內(nèi)部設(shè)置有風(fēng)機(jī)6的密封圓形通道3，密封圓形通道3的頂端密封連接可伸縮性軟管4的底端，可伸縮性軟管4的頂端通過連接件7連接剛性支棍5的一端。其中，密封圓形通道3外設(shè)置有用于控制風(fēng)機(jī)6運(yùn)轉(zhuǎn)的直流電源8，此為常規(guī)設(shè)置，故不再詳述。
[0019]如圖2、3所示，安裝架I為由上至下依次設(shè)置的示蹤煙霧通道層11、可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層12、安放支架底板層13和若干支架組成的長方體框架。示蹤煙霧通道層11上具有兩個(gè)并列設(shè)置且等圓的圓形布煙板111，每一布煙板111上均勻分布若干布煙孔112?？梢苿?dòng)式燃燒平臺(tái)層12為兩個(gè)移動(dòng)板，可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層12上均勻分布若干燃香孔，且燃香孔與示蹤煙霧通道層11上的布煙孔112 —一對(duì)應(yīng)。安放支架底板層13為兩個(gè)移動(dòng)板。
[0020]上述實(shí)施例中，安放架I的尺寸為長320mm，寬160mm，高260mm。示蹤煙霧通道層11與可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層12之間的垂直距離為200mm，可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層12和安放支架底板層13之間的垂直距離為50mm。布煙板111直徑為160mm，布煙板111上布煙孔112的數(shù)目為21個(gè),布煙孔112直徑為20mm。
[0021 ] 上述實(shí)施例中，風(fēng)機(jī)6為軸流風(fēng)機(jī)。
[0022]上述實(shí)施例中，圓柱形罐體2直徑為160mm，高度為500mm，密封圓形通道3直徑為74mm,高度為100mm。圓柱形罐體2和密封圓形通道3壁厚為3mm,材料為薄壁金屬。
[0023]本發(fā)明工作時(shí):
[0024]I)將點(diǎn)燃的若干艾草香插到可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層12 —側(cè)的燃香孔內(nèi)，艾草香的燃燒數(shù)量根據(jù)實(shí)驗(yàn)中需要煙霧的濃度確定(本發(fā)明采用艾草香燃燒產(chǎn)生的煙霧作為示蹤粒子)；
[0025]2)將圓柱形罐體2放置在設(shè)置有艾草香燃燒的一側(cè)的示蹤煙霧通道層11上，使得艾草香燃燒產(chǎn)生的示蹤粒子得以全部進(jìn)入到圓柱形罐體2內(nèi)；
[0026]3)打開密封圓形通道3上控制風(fēng)機(jī)6運(yùn)轉(zhuǎn)的直流電源8，利用風(fēng)機(jī)6的壓力使得示蹤粒子均勻通過示蹤煙霧通道層11輸送到圓柱形罐體2和可伸縮性軟管4內(nèi)；
[0027]4)根據(jù)PIV實(shí)驗(yàn)測(cè)試區(qū)域的需要，實(shí)驗(yàn)人員手持剛性支棍5調(diào)節(jié)可伸縮性軟管4的位置，使得可伸縮性軟管4頂部出口位置對(duì)準(zhǔn)PIV實(shí)驗(yàn)待測(cè)試區(qū)域，施放其內(nèi)的示蹤粒子，之后固定剛性支棍5，實(shí)驗(yàn)過程中可以根據(jù)實(shí)際需要將可伸縮性軟管4拉長、縮短或彎曲；
[0028]5)當(dāng)可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層12 —側(cè)的艾草香即將燃盡時(shí)，將點(diǎn)燃的若干艾草香插到可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層12另一側(cè)的燃香孔內(nèi)，替換即將燃盡的一側(cè)，之后重復(fù)步驟I)?4)，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明不間斷施放示蹤粒子，艾草香燃燒的灰燼掉落在安放支架底板層13上，之后集中清理。
[0029]上述實(shí)施例中，步驟5)中，還可以將密封圓柱形罐體2、密封圓形通道3和密封連接的可伸縮性軟管4 一并移動(dòng)到可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層12另一側(cè)，重復(fù)步驟4)，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明不間斷施放示蹤粒子。
[0030]如圖4所示，在采用本發(fā)明實(shí)驗(yàn)得到的PIV示蹤粒子成像示意圖中，白色部分代表本發(fā)明施放的示蹤粒子所體現(xiàn)的空氣的湍流氣流組織形式，由圖中可以看出示蹤粒子與空氣的跟隨性較好，而且白色湍流氣流的組織形式可以測(cè)得流場(chǎng)的速度分布。
[0031]上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的組合式PIV示蹤粒子施放器，其特征在于:它包括一安放架、一圓柱形罐體、一密封圓形通道、一可伸縮性軟管和一剛性支棍； 所述安放架上設(shè)置所述圓柱形罐體，所述圓柱形罐體的頂端密封連接內(nèi)部設(shè)置有風(fēng)機(jī)的所述密封圓形通道，所述密封圓形通道的頂端密封連接所述可伸縮性軟管的底端，所述可伸縮性軟管的頂端連接所述剛性支棍的一端； 所述安裝架為由上至下依次設(shè)置的示蹤煙霧通道層、可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層、安放支架底板層和若干支架組成的框架；所述示蹤煙霧通道層上具有若干與所述圓柱形罐體相連通的布煙孔，所述可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層上具有與所述示蹤煙霧通道層上的所述布煙孔一一對(duì)應(yīng)的燃香孔，所述安放支架底板層為兩個(gè)移動(dòng)板。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的組合式PIV示蹤粒子施放器，其特征在于:所述可伸縮性軟管通過連接件連接所述剛性支棍。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的組合式PIV示蹤粒子施放器，其特征在于:所述風(fēng)機(jī)為軸流風(fēng)機(jī)。
4.如權(quán)利要求2所述的一種用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的組合式PIV示蹤粒子施放器，其特征在于:所述風(fēng)機(jī)為軸流風(fēng)機(jī)。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的組合式PIV示蹤粒子施放器，其特征在于:所述圓柱形罐體的直徑為160_，高度為500_，所述密封圓形通道的直徑為74mm,高度為100_ ;所述圓柱形罐體和所述密封圓形通道壁厚為3mm,材料為薄壁金屬。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的組合式PIV示蹤粒子施放器，其特征在于:所述安放架的尺寸為長320_，寬160_，高260_ ;所述示蹤煙霧通道層與所述可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層之間的垂直距離為200mm，所述可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層和所述安放支架底板層之間的垂直距離為50mm。
7.如權(quán)利要求5所述的一種用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的組合式PIV示蹤粒子施放器，其特征在于:所述安放架的尺寸為長320_，寬160_，高260_ ;所述示蹤煙霧通道層與所述可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層之間的垂直距離為200mm，所述可移動(dòng)式燃燒平臺(tái)層和所述安放支架底板層之間的垂直距離為50mm。
8.如權(quán)利要求1或2或3或4或7所述的一種用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的組合式PIV示蹤粒子施放器，其特征在于:所述示蹤煙霧通道層上具有兩個(gè)并列設(shè)置且等圓的圓形布煙板，所述布煙孔均勻分布在所述布煙板上，且所述布煙板直徑為160mm，每一所述布煙板上的所述布煙孔數(shù)目為21個(gè),直徑為20mm。
9.如權(quán)利要求5所述的一種用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的組合式PIV示蹤粒子施放器，其特征在于:所述示蹤煙霧通道層上具有兩個(gè)并列設(shè)置且等圓的圓形布煙板，所述布煙孔均勻分布在所述布煙板上，且所述布煙板直徑為160mm，每一所述布煙板上的所述布煙孔數(shù)目為21個(gè)，直徑為20mm。
10.如權(quán)利要求6所述的一種用于風(fēng)桌實(shí)驗(yàn)的組合式PIV示蹤粒子施放器，其特征在于:所述示蹤煙霧通道層上具有兩個(gè)并列設(shè)置且等圓的圓形布煙板，所述布煙孔均勻分布在所述布煙板上，且所述布煙板直徑為160mm，每一所述布煙板上的所述布煙孔數(shù)目為21個(gè)，直徑為20mm。
【文檔編號(hào)】G01M9/00GK103728115SQ201410014359
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】丁濤, 施正香, 訾海, 劉志偉, 李保明, 王朝元, 鄧書輝 申請(qǐng)人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)