基于小型风洞构建的空气阻力系数测定仪的改进装置的制作方法

本技术涉及一种用小型风洞构建的空气阻力系数测定仪的改进装置。其属物理的流体力学类的实验室测量仪器。

背景技术：

1、运动物体在流体中会受到与运动方向相反的阻力，研究该阻力的成因和规律及不同形状物体的阻力系数是工程上的一个重要课题，要研究这一问题，现有技术中有一款在实验室的小范围内应用的名为“一种用小型风洞构建的空气阻力系数测定仪”的发明专利(专利号zl 201610436451.9)（以下简称为“原专利”）。根据数年来的使用实践，发现该专利在性能上存在一些瑕疵有需要改进的地方。为了进一步提高该测定仪的测试精度，扩大其测试的范围和测试内容，本实用新型针对原专利存在的瑕疵提出了一些技术改进措施。原专利的瑕疵主要有以下几点：

2、1、该仪器工作时，因缺少相关的气流指示机制，因此无法对仪器圆筒内的气流的走向和气压的分布状态作有形的指示，不能适应使用者深层次的需求；

3、2、原专利产品的上盖平板出风口的口径是固定的，不能按不同实验的需求对出风口的直径进行调节，不利于实验研究范围的拓展；

4、3、原专利产品的u型液位差计其中的一个开放测压端以周围的大气压值来近似代替平板出风口处的气压值，但是这两者之间其实是存在有一定的差异的，会造成测得的压差值与实际存在一定的偏差；

5、4、因风箱口的出风头处未设置防旋风的挡风结构，因此当风箱的出风头在喷出气流时，容易引发气流的旋转，可能会导致出风口上方的风压不稳定，影响实验数据的准确性；

6、5、现有的测定仪在实验过程中如果需要更换不同的被测试件进行对比研究时，每次都需要先关闭风机再更换试件，在风机再次开启时还要重新进行对被测试件的初始清零操作，不但操作不方便，而且很难保证每次风机重启后的风速与之前保持不变，因此限制了对比研究实验的精度提高；

7、6、在原专利产品的力传感器周围是开放裸露的，没有防气流干扰的设施。当气流较大时，从出风口喷出的气流在力传感器的周围可能形成气体涡流，会对力传感器的测量造成不良影响。

8、由于原专利存在上述的瑕疵，本实用新型为解决以上问题提出了基于小型风洞构建的空气阻力系数测定仪的改进装置。

技术实现思路

1、为了达到上述目的，本实用新型的改进装置所采取的措施包括：（1）在风箱上由透明有机玻璃制成的大圆筒的上盖改为可拆卸式的，目的是可以把上盖打开，在圆筒内放入示形架，示形架上可粘贴用于指示气流走向的细丝带。（2）在可拆卸的上盖上装有用于更换不同大小出风口的出风口调节套，以改变不同的出风口径来适应不同的实验需求。（3）在出风口调节套的侧面设置一个通到出风口内部的气压传输孔，通过管路与u型液位差计的一个开放测压端相连接，使u型液位差计测得的是真实的大圆筒内和出风口处的压强差。（4）在风箱的出风头内安装有用于防止圆筒内气流旋转的呈竖直安置的十字挡风栅栏。从而阻止在大圆筒内可能出现的气流旋转现象（5）为方便研究仪器大圆筒内的气压分布状况，在大圆筒的竖直侧面上设置有若干竖直排列的气压探测孔，以便于手持的气压测试仪探头伸入其中探测圆筒内不同高度和不同半径处的气压值，探测孔平时安装有堵头。（6）在传感器支架上安装有可旋转的用于挡住出风口气流的挡风板，要更换测试件时只须先把出风口气流挡住，无须把风机关闭即可进行试件更换操作和初始清零操作，上述操作完成后再把挡风板旋开，从而可以保证在风速不变的情况下测试不同的测试件进行对比研究。（7）在传感器支架上安装的微力传感器的四周安装有防风保护罩壳，微力传感器安装在防风保护罩壳内使其尽可能免受强气流的干扰。

2、本实用新型所述的基于小型风洞构建的空气阻力系数测定仪的改进装置，其特征是：改进后的仪器包括测定仪本体、测定仪本体上的风箱和风箱上部的有机玻璃大圆筒以及安装在有机玻璃大圆筒上的上盖和上盖上的出风口调节套、安装在上盖上的传感器支架、安装在传感器支架上的微力传感器、安装在传感器支架上的可挡住气流的旋转挡风板及安装在微力传感器四周的防风保护罩。

3、上述空气阻力系数测定仪的改进装置的有机玻璃大圆筒上方的上盖，其特征是：所述的上盖是可拆卸的，并且上盖上的出风口调节套也是可拆卸的。

4、上述空气阻力系数测定仪的改进装置的出风口调节套，其特征是：所述出风口调节套侧面还有一个通到出风口内部的气压传输孔。

5、上述空气阻力系数测定仪的改进装置的风箱，其特征是：所述风箱内设有出风头，风箱的出风头内安装有呈竖直安置的十字挡风栅栏。

6、上述空气阻力系数测定仪的改进装置的有机玻璃大圆筒，其特征是：有机玻璃大圆筒侧面设置有若干竖直排列的气压探测孔，气压探测孔处安装有堵头。

7、使用本实用新型的有益效果：可以使原专利产品的性能得到提升，进一步提高该测定仪的测试精度，扩大其测试的范围和测试内容，有利于更好地为教学和科研服务。

技术特征：

1.基于小型风洞构建的空气阻力系数测定仪的改进装置，其特征是：改进后的仪器包括测定仪本体（100）、测定仪本体（100）上的风箱（2）和风箱（2）上部的有机玻璃大圆筒（4）以及安装在有机玻璃大圆筒（4）上的上盖（5）和上盖（5）上的出风口调节套（9）、安装在上盖（5）上的传感器支架（6）、安装在传感器支架（6）上的微力传感器（7）、安装在传感器支架（6）上的可挡住气流的旋转挡风板（14）及安装在微力传感器（7）四周的防风保护罩（22）。

2.根据权利要求1所述的基于小型风洞构建的空气阻力系数测定仪的改进装置，其特征在于：所述的上盖（5）是可拆卸的，并且上盖（5）上的出风口调节套（9）也是可拆卸的。

3.根据权利要求1所述的基于小型风洞构建的空气阻力系数测定仪的改进装置，其特征在于：所述出风口调节套（9）侧面还有一个通到出风口内部的气压传输孔（12）。

4.根据权利要求1所述的基于小型风洞构建的空气阻力系数测定仪的改进装置，其特征在于：所述风箱（2）内设有出风头（10），风箱（2）的出风头（10）内安装有呈竖直安置的十字挡风栅栏（11）。

5.根据权利要求1所述的基于小型风洞构建的空气阻力系数测定仪的改进装置，其特征在于：有机玻璃大圆筒（4）侧面设置有若干竖直排列的气压探测孔（15），气压探测孔（15）处安装有堵头（16）。

技术总结
本技术公开了基于小型风洞构建的空气阻力系数测定仪的改进装置，其特征是：改进后的仪器包括测定仪本体、测定仪本体上的风箱和风箱上部的有机玻璃大圆筒以及安装在有机玻璃大圆筒上的上盖和上盖上的出风口调节套、安装在上盖上的传感器支架、安装在传感器支架上的微力传感器、安装在传感器支架上的可挡住气流的旋转挡风板及安装在微力传感器四周的防风保护罩。该技术在风箱上由透明有机玻璃制成的大圆筒的上盖改为可拆卸式的，目的是可以把上盖打开，在圆筒内放入示形架，示形架上可粘贴用于指示气流走向的细丝带；在可拆卸的上盖上装有用于更换不同大小出风口的出风口调节套，以改变不同的出风口径来适应不同的实验需求。

技术研发人员：钱仰德,王震,叶旭,郭英,覃爱民
受保护的技术使用者：杭州大华仪器制造有限公司
技术研发日：20230526
技术公布日：2024/1/15