在飞机和空间工艺设计中使用Benchtop风洞

每个人都熟悉风隧道,许多人将看到描绘他们在飞机,航天器设计和汽车广告中使用的电影或图片展示他们的汽车的空气动力学。最近,已经在桥梁设计中找到了新用途,以防止高风中的共振,并在现代超级建筑物设计中,看看它们如何在风的自然灾害下互动,例如飓风和台风。然而,有一个风隧道世界,许多人不知道,在日常工程,学术界,研发和产品设计方面的实际用途 - 台式风隧道面积。

台式风隧道坚持风洞设计的一般原则,即控制空气流量,低湍流,流量准确度和可重复性,但使用这些基本属性以更大到地接地应用。这些仪器的最基本的基本用于校准空气流量测量装置,称为风速计最复杂的是用于小规模的空气动力学研究。最近新的应用程序在日常工程中达到桌面风隧道。这些新应用包括热发射物品的热特性分析,例如电路板和电子元件,以及在散热器,热交换器和其他热/冷却转移装置的测量中。

风隧道元素

Benchtop Wind隧道是开环系统,其绘制并排出房间内的空气,而不是通过管道或其他闭路,系统循环。无论其大小如何,所有风隧道都有共同的关键元素。测试部分或空气室通常是设备的最小组件,但对用户来说是最重要的。这些部分通常具有圆形或方形的横截面积,其中存在测试条件和测量。风隧道的其他部件涉及控制测试室所需的空气流量,并且可以包括风扇/鼓风机部分,以便动员空气,一系列蜂窝,叶片,过滤器和其他装置,以减少空气湍流和制造层流空气流,以及管道横截面的区域,其塑造空气流过测试室。

实验室级台式风隧道用控制面板(Omega Engineering,Inc。)

图1。实验室级台式风隧道用控制面板(Omega Engineering,Inc。)

应用程序

最简单的应用是风速计空气流校准。风速计是测量空气速度并在许多科学和工程学科中使用的装置。有两种常见类型,两者都采用了不同的技术。这些是叶片式空气速度风速计和热线风速计,其采用小型风扇旋转响应于空气流动和电阻元件来冷却空气。在工业中,风脚用于一般工作空间通风系统的多种空气流量测试和调整,喷雾展位,通风罩,洁净室和层流工作站的空气流速监测。它们还用于测量通过工业过程中使用的大型过滤器和冷却或加热线圈的流量。风速徒在整个科学界广泛普遍存在,在环境研究和研究中寻找天气测量和分析。这些设备最常用的用途是在HVAC系统的安装和维护期间,它们用于平衡和测量空气流程和故障排除。

在风速仪的校准中,风洞很容易使用,不需要专业知识。测试室通常被配置为接受特定模型,并且空气流量被预校准对NIST标准。要操作,只需安装正在测试的单元,选择空气流并读取输出。图2中的单元由所示的仪表板控制 - 多枢纽开关选择空气流速。

Benchtop校准风隧道(Omega Engineering,Inc。)

图2。Benchtop校准风隧道(Omega Engineering,Inc。)

对于更多常规应用,如图1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。常用用途包括产品设计和开发,研发项目和学术实验。测试室可容纳定制安装夹具和仪器。它还包括测量温度,湿度和气压的能力。与校准风隧道相比,实验室级风隧道具有更大的流速范围 - 25至9000 FPM(脚/分钟)与500至3000 FPM。而且,由于它们处于校准风洞,流速是连续变量的并且未预设。使用特殊设计的限制性板实现最低流速,该板在保持高均匀性和低湍流的同时进行缩小空气。

这些紧凑空气流动装置的表面最近的应用是日常工程设计,例如在电气和电子元件的热评估中。这包括电路板和供电部件的有源器件,以及诸如散热器和热交换器的被动装置

在外观中,这些设备是来自用于空气流程研究和校准的熟悉设计的哭声。您可以从左边的示例中看到,与其传统的对应物不同,空气流量室是本机的最大部分。风扇可以通过蜂窝过滤器单独控制和绘制空气,以抑制湍流并产生均匀的流动。测试的单元在通用,可调节的安装夹具上悬挂在空气室中,该安装夹具可以接受各种测试对象。测试室中有几个开口,允许其他仪器,例如传感器和风速仪。空气流量是连续变化的,从而可以利用不同的测试条件,并进行温度曲线测量。此单元也可以使用小型控制箱或通过PC接口操作。

Benchtop热评估风隧道(欧米茄工程,Inc。)

图3。Benchtop热评估风隧道(欧米茄工程,Inc。)

结论

风隧道不是平均工程师的常用工具。然而,鲜为人知的Benchtop风隧道类别在正确应用中的测试,测量和设计有效性方面具有很大的好处。对于那些经常使用风速计的人来说,Benchtop校准风洞是增加内部校准能力的简单方法。对于研究和产品开发的人,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,散热器或其他冷却装置的人来说,热评估风隧道呈现出创造更安全,更可靠和更高质量的产品的新方法。如果您适合任何这些类别,并且从未听说过Benchtop Wind隧道,欢迎来到新的生产力的路径。

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