專利名稱：用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的線源發(fā)放裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的線源發(fā)放裝置，更具體的說(shuō)是一種用于煙氣在線源集散口均勻分布的裝置，屬于大氣污染物對(duì)流擴(kuò)散風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代城市的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣已成為大都市中空氣污染的主要來(lái)源。研究機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣在城市環(huán)境下的對(duì)流擴(kuò)散規(guī)律對(duì)于環(huán)境評(píng)價(jià)、建筑布局規(guī)劃，乃至涉及環(huán)境容量約束的交通規(guī)劃等都具有重要意義。對(duì)于大氣污染物對(duì)流擴(kuò)散規(guī)律研究，有三種方法可循風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)、CFD (Computational Fluid Dynamics,計(jì)算流體動(dòng)力學(xué))和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)。其中風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)是一種倍受青睞的重要方法，因此，人們常在實(shí)驗(yàn)室里利用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)來(lái)研究污染物在大氣中的擴(kuò)散規(guī)律。傳統(tǒng)的用于模擬煙 等點(diǎn)狀污染源的點(diǎn)源模型已不能滿足模擬機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放的要求，需要設(shè)計(jì)出能模擬機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放的線源模型。但現(xiàn)有的線源發(fā)放裝置普遍存在各種各樣的問(wèn)題如煙霧的發(fā)放均勻性難以控制，不能產(chǎn)生空間均勻分布的氣流；煙霧的發(fā)放出口污染源替代煙氣的速度太大，有一定的出口壓力；實(shí)驗(yàn)用的煙氣材料選材存在不足，熱態(tài)條件的煙霧容易冷凝沉積，堵塞管道。大氣風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中線源實(shí)驗(yàn)或其他實(shí)驗(yàn)中對(duì)線源集散口發(fā)出的煙氣的均勻性有著較高的要求，以及煙氣在整個(gè)線源長(zhǎng)度上的均勻性。至今沒(méi)有一套經(jīng)濟(jì)、可靠、可用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的線源發(fā)放裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要提供一種用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的線源發(fā)放裝置，用于解決現(xiàn)有線源發(fā)放裝置存在的發(fā)放均勻性難以控制，空間氣流不均勻；煙霧連續(xù)性差，用來(lái)實(shí)驗(yàn)的煙氣材料選材不當(dāng)，熱態(tài)條件的煙霧容易冷凝沉積，堵塞管道等技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的線源發(fā)放裝置，包括污染物混合裝置和污染物排放裝置，以及用于氣體在整個(gè)線源上均勻分布的多層導(dǎo)流板，其特點(diǎn)是
(a)污染物混合裝置包括一密閉的煙氣混合器，煙氣混合器底部中心位置處開(kāi)有氣流入口，L型鋼管一端經(jīng)氣流入口與煙氣混合器連通，另一端經(jīng)氣泵連接管與旋渦氣泵連接；煙氣混合器內(nèi)氣流入口的上方，有一帶底座和把手的承托架，發(fā)煙材料置于承托架上；煙氣混合器頂部連接有帶石棉墊片的法蘭封蓋，頂部周邊開(kāi)有煙氣分配口 ；
(b)污染物排放裝置包括一線源殼體，線源殼體底部設(shè)置有與氣流入口數(shù)量相同的煙氣入口，線源殼體上部出口設(shè)置發(fā)放窄槽；線源殼體內(nèi)設(shè)有多層導(dǎo)流板，所述多層導(dǎo)流板由第一至第三導(dǎo)流板組成，上層的導(dǎo)流板設(shè)置在下層的導(dǎo)流板出流處上方；
(c)煙氣混合器頂部周邊的煙氣分配口與線源殼體底部的煙氣進(jìn)口之間通過(guò)各煙氣連接管連接。旋渦氣泵與變頻器連接，用于量化控制進(jìn)入煙氣混合器的氣體速度和質(zhì)量流量。
煙氣混合器頂部周邊的煙氣分配口，是均勻分布在同一水平面上的孔狀開(kāi)口，使進(jìn)入煙氣發(fā)放連接管中的混合煙氣處于同一氣壓和速度之下煙氣混合器為圓筒形，用于保證煙氣混合器內(nèi)每一個(gè)水平截面上的對(duì)稱點(diǎn)處氣壓和流速相同。線源殼體內(nèi)設(shè)有多層導(dǎo)流板，多層導(dǎo)流板由第一至第三導(dǎo)流板組成，上層的導(dǎo)流板設(shè)置在下層的導(dǎo)流板出流處上方。兩塊導(dǎo)流板之間設(shè)置分流導(dǎo)流板，使導(dǎo)流板相互之間形成平均分流。第一導(dǎo)流板與第二導(dǎo)流板之間設(shè)置的第一分流導(dǎo)流板和第二導(dǎo)流板與第三導(dǎo)流板之間設(shè)置的第二分流導(dǎo)流板相互錯(cuò)開(kāi)放置，使不同高度層面的導(dǎo)流板形成S型回路，并且相互之間形成分流路徑。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是
污染物混合裝置的煙氣通過(guò)安裝在旋渦氣泵上的變頻器得到有效的控制，從而實(shí)現(xiàn)煙氣的量化控制。本發(fā)明保證煙氣均勻性的同時(shí)，利用導(dǎo)流板使煙氣在裝置中延長(zhǎng)停留時(shí)間的過(guò)程中，設(shè)置分流導(dǎo)流板，進(jìn)而使煙氣在線源長(zhǎng)度上也進(jìn)行混合，達(dá)到均勻性的要求。本發(fā)明能保證煙氣在進(jìn)入裝置之后有足夠的路徑完成氣體本身的均勻化以及在線源長(zhǎng)度上的均勻化。相對(duì)于現(xiàn)有的技術(shù)在保證氣體本身均勻性的同時(shí)能保證氣體在線源整個(gè)長(zhǎng)度上的均勻性，節(jié)約材料和資源，制作成本低，占據(jù)體積小，管路阻力小，分流路徑簡(jiǎn)單，流體均勻性更好。采用本發(fā)明發(fā)放出來(lái)的線狀煙氣，各個(gè)發(fā)放點(diǎn)的煙氣量、氣壓與煙氣速度都幾乎相同，能控制產(chǎn)生煙氣的均勻性，以及發(fā)放的均勻性，滿足了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中模擬均勻線狀污染物的發(fā)放要求，使得試驗(yàn)結(jié)果更真實(shí)、更精確。


圖I是煙氣混合器的結(jié)構(gòu)示意 圖2是線源殼體的的主視 圖3是圖2的右視 圖4是圖2的仰視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。本發(fā)明的用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的線源發(fā)放裝置，包括污染物混合裝置和污染物排放裝置，以及用于氣體在整個(gè)線源上均勻分布的多層導(dǎo)流板等。污染物混合裝置如圖I所示包括一密閉的煙氣混合器12，煙氣混合器12的底部連接有支架11，其底部中心位置處開(kāi)有氣流入口 10，L型鋼管9 一端經(jīng)氣流入口 10與煙氣混合器12連通，另一端經(jīng)氣泵連接管8與旋渦氣泵7連接；煙氣混合器內(nèi)氣流入口 10的上方，有一帶底座和把手的承托架15，發(fā)煙材料16置于承托架15上；煙氣混合器12頂部連接有帶石棉墊片的法蘭封蓋14，頂部周邊開(kāi)有煙氣分配口 13 ;打開(kāi)帶石棉墊片的法蘭封蓋14，可提取和放入承托架15，便于更換發(fā)煙材料16。煙氣混合器12頂部周邊的煙氣分配口13，是均勻分布在同一水平面上的孔狀開(kāi)口，使進(jìn)入煙氣連接管17中的混合煙氣處于同一氣壓和速度之下。旋渦氣泵7與變頻器6連接；通過(guò)變頻器6的控制，使得進(jìn)入混合器的氣體速度和質(zhì)量流量可以得到量化控制。煙氣連接管17是管徑、長(zhǎng)度均相同的橡膠管，從而讓混合煙氣通過(guò)煙氣連接管之后壓力的損失相同，輸運(yùn)至煙氣混合槽底部的氣流入口的煙氣速度和壓力也相同。煙氣連接管17將混合煙氣均勻分布進(jìn)入線源殼體中進(jìn)行充分混合。煙氣混合器12采用圓筒形，以保證煙氣混合器內(nèi)每一個(gè)水平截面上的對(duì)稱點(diǎn)處氣壓和流速相同。 污染物排放裝置包括線源殼體如圖2、圖3、圖4所示，線源殼體下端設(shè)有氣體進(jìn)口5，上端設(shè)有氣體出口發(fā)放窄槽4，煙氣混合槽和煙氣發(fā)放窄槽4的長(zhǎng)度為2米。各煙氣連接管17 —端與煙氣混合器12頂部周邊的煙氣分配口 13連接，另一端與線源殼體煙氣進(jìn)口 5連接。線源殼體內(nèi)設(shè)有多層導(dǎo)流板2，多層導(dǎo)流板2由第一至第三導(dǎo)流板201，202，203組成，上層的導(dǎo)流板設(shè)置在下層的導(dǎo)流板出流處上方。由多層導(dǎo)流板組合2將氣體導(dǎo)流至出口的過(guò)程中，每?jī)蓧K導(dǎo)流板之間設(shè)置分流導(dǎo)流板3，第一導(dǎo)流板201與第二導(dǎo)流板202之間設(shè)置的第一分流導(dǎo)流板301和第二導(dǎo)流板202與第三導(dǎo)流板203之間設(shè)置的第二分流導(dǎo)流板302相互錯(cuò)開(kāi)放置，使不同高度層面的導(dǎo)流板形成S型回路，并且相互之間形成分流路徑。煙氣從煙氣進(jìn)口 5處進(jìn)入后，在第一至第三導(dǎo)流板201，202，203的引導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)臨近兩塊導(dǎo)流板之間的分流導(dǎo)流板3，最后從氣體出口發(fā)放窄槽4處流出。本發(fā)明使用時(shí)，首先選定制作均勻性好的燃燒材料來(lái)產(chǎn)生煙氣，然后與一定速度的氣流混合，經(jīng)過(guò)線源煙氣發(fā)放裝置即可產(chǎn)生線源。燃燒產(chǎn)生的煙氣，經(jīng)過(guò)煙氣混合器后，變得均勻穩(wěn)定，由煙氣混合器頂部的煙氣分配口排出，然后由煙氣連接管運(yùn)送至線源殼體底部的煙氣入口 5，進(jìn)而分配到污染物排放裝置里，經(jīng)過(guò)線源殼體的充分混合后，再經(jīng)過(guò)導(dǎo)流板使氣體在裝置中延長(zhǎng)停留時(shí)間的過(guò)程中，導(dǎo)流板間設(shè)置分流導(dǎo)流板，進(jìn)而使氣體在線源長(zhǎng)度上也進(jìn)行混合，達(dá)到均勻性的要求。保證氣體本身均勻性的同時(shí)能保證氣體在線源整個(gè)長(zhǎng)度上的均勻性，節(jié)約材料和資源，制作成本低，占據(jù)體積小，管路阻力小，分流路徑簡(jiǎn)單，流體均勻性更好。
權(quán)利要求
1.一種用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的線源發(fā)放裝置，包括污染物混合裝置和污染物排放裝置，以及用于氣體在整個(gè)線源上均勻分布的多層導(dǎo)流板，其特征在于 (a)污染物混合裝置包括一密閉的煙氣混合器(12)，煙氣混合器(12)底部中心位置處開(kāi)有氣流入口(10)，L型鋼管(9) 一端經(jīng)氣流入口(10)與煙氣混合器(12)連通，另一端經(jīng)氣泵連接管(8)與旋渦氣泵(7)連接；氣流入口(10)的上方，有一帶底座和把手的承托架 (15)，發(fā)煙材料(16)置于其上；煙氣混合器(12)頂部有帶石棉墊片的法蘭封蓋(14)，頂部周邊開(kāi)有煙氣分配口(13)； (b)污染物排放裝置包括一線源殼體，線源殼體底部設(shè)置有與氣流入口數(shù)量相同的煙氣進(jìn)口(5)，線源殼體上部出口設(shè)置發(fā)放窄槽(4);線源殼體內(nèi)設(shè)有多層導(dǎo)流板，所述多層導(dǎo)流板由第一至第三導(dǎo)流板(201，202，203)組成，上層的導(dǎo)流板設(shè)置在下層的導(dǎo)流板出流處上方； (c)煙氣混合器(12)頂部周邊的煙氣分配口(13)與線源殼體底部的煙氣進(jìn)口(5)之間通過(guò)各煙氣連接管(17)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的線源發(fā)放裝置，其特征在于所述的煙氣混合器(12)為圓筒形，用于保證煙氣混合器內(nèi)每一個(gè)水平截面上的對(duì)稱點(diǎn)處氣壓和流速相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的線源發(fā)放裝置，其特征在于所述的煙氣混合器(12)頂部周邊的煙氣分配口( 13)，是均勻分布在同一水平面上的孔狀開(kāi)口。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的線源發(fā)放裝置，其特征在于兩塊所述導(dǎo)流板之間設(shè)置分流導(dǎo)流板，使導(dǎo)流板相互之間形成平均分流。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的線源發(fā)放裝置，其特征在于所述的旋渦氣泵(7)與變頻器(6)連接，用于量化控制進(jìn)入煙氣混合器(12)的氣體速度和質(zhì)量流量。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的線源發(fā)放裝置，其特征在于所述第一導(dǎo)流板(201)與第二導(dǎo)流板(202)之間設(shè)置的第一分流導(dǎo)流板(301)和第二導(dǎo)流板(202)與第三導(dǎo)流板(203)之間設(shè)置的第二分流導(dǎo)流板(302)相互錯(cuò)開(kāi)放置，使不同高度層面的導(dǎo)流板形成S型回路，并且相互之間形成分流路徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的線源發(fā)放裝置，煙氣混合器底部中心位置處開(kāi)有氣流入口，L型鋼管經(jīng)氣流入口與煙氣混合器連通，另一端經(jīng)氣泵連接管與漩渦氣泵連接；氣流入口上方的承托架上放置發(fā)煙材料；煙氣混合器頂部周邊開(kāi)有煙氣分配口；煙氣分配口經(jīng)煙氣連接管與線源殼體相連接，煙氣經(jīng)連接管進(jìn)入線源殼體，然后經(jīng)線源殼體上的發(fā)放窄槽釋放；線源殼體內(nèi)設(shè)有多層導(dǎo)流板，上層的導(dǎo)流板設(shè)置在下層的導(dǎo)流板出流處上方。本發(fā)明能使煙氣在進(jìn)入之后有足夠的路徑完成氣體本身的均勻化以及在線源長(zhǎng)度上的均勻化。同時(shí)能保證氣體在線源整個(gè)長(zhǎng)度上的均勻性，節(jié)約材料和資源，制作成本低，占據(jù)體積小，管路阻力小，分流路徑簡(jiǎn)單，流體均勻性更好。
文檔編號(hào)G01M9/00GK102620901SQ201210126499
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者何文榮, 周中華, 姜?jiǎng)? 王峰, 趙樹(shù)夫, 鄧濟(jì)通, 顧靜, 黃遠(yuǎn)東, 龍催 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)