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风致颗粒物漂移的风洞试验设备


技术摘要:
提供了一种风致颗粒物漂移的风洞试验设备,设备安装于风洞的试验段,其包括驱动组件和筛网组件,筛网组件包括用于安装筛网的内框,筛网用于装载颗粒物,驱动组件包括第一电机,驱动组件输出第一电机输出的转动,风洞试验设备还包括轨道,轨道用于安装于风洞的壁部,第  全部
背景技术:
常规风洞缩尺试验是建筑设计雪荷载的主流研究手段,具有成本低参考性高等优 点。将建筑结构及其周边干扰物按照一定比例缩小后置于风洞试验段试验台上,根据流体 力学相似准则,选取特定直径、密度的颗粒物(如塑料碎、硅砂、小苏打、木屑等等),以及特 定的风速,即可较大程度地再现降雪和风致雪飘移的整个过程,最终分布可作为建筑物面 积雪分布的参考取值。 然而,现有的常规风洞雪荷载试验设备主要面向科学研究需求设计,往往忽略设 备迎风面积的控制,结构复杂,阻塞比大,导致模型缩尺比例较高,针对建筑设计中通常出 现的大跨复杂屋面结构无法完整模拟,甚至定性试验分析都较为困难。 现有技术提出了以下试验设备。 CN106017850A公开一种户外风致雪飘移的试验装置,该装置通过风机装置提供风 力,震动筛网提供降雪环境。该试验装置相当于一套全新的户外风洞系统,造价昂贵,且该 装置高度依赖外部温度、风力等气候环境。 CN108181075A公开一种自然降雪风洞模拟试验装置,目标建筑物被箱体罩住,风 洞的吹风装置吹出的风经箱体限定的路径吹向目标建筑物,该装置具有两层振动筛网和支 撑结构,支撑结构将振动筛网支撑于目标建筑物的上方,通过振动筛网的往复反向振动可 达到精确控制模拟降雪量大小的目的。该装置具有以下缺点: 第一,箱体和支撑结构的体积较大,导致阻塞比较高,降低风洞的使用效率,使试 验模型缩尺比被迫放大,试验结果精度降低; 第二,向振动筛网填料、补料不方便; 第三,当试验完毕后,风洞内若需进行其他类型风洞试验,需彻底拆除试验装置, 下次雪荷载试验前亦需耗费人力物力重装设备。
技术实现要素:
鉴于上述现有技术的状态而做出本公开。本公开的目的在于提供一种风致颗粒物 漂移的风洞试验设备,其能够有效模拟风致颗粒物对建筑结构的影响,且结构简单、阻塞比 低、试验便捷。 提供了一种风致颗粒物漂移的风洞试验设备,其包括驱动组件和筛网组件,所述 筛网组件包括用于安装筛网的内框,所述筛网用于装载颗粒物,所述驱动组件包括第一电 机,所述驱动组件输出所述第一电机输出的转动,所述风洞试验设备还包括轨道,所述轨道 用于安装于风洞的壁部,所述第一电机安装于所述筛网组件,所述筛网组件可移动地支撑 于所述轨道,所述驱动组件的输出端与所述轨道啮合从而驱动所述筛网组件沿所述轨道移 动。 3 CN 111595548 A 说 明 书 2/5 页 优选地,所述风洞试验设备包括相对设置的两个所述轨道,所述驱动组件还包括 可转动地安装于所述筛网组件的至少一个第一传动轴,所述第一传动轴与所述第一电机的 输出轴啮合,一个所述第一传动轴的两端与两个所述轨道分别啮合。 优选地,所述风洞试验设备还包括升降组件,所述升降组件的输出端连接所述内 框,从而所述升降组件驱动所述内框升降。 优选地,所述筛网组件还包括外框,所述外框外套于所述内框,所述外框可滑动地 支撑于所述轨道,所述升降组件支撑于所述外框,所述内框能相对于所述外框升降。 优选地,所述升降组件包括第二电机和卷筒,所述第二电机安装于所述外框,所述 第二电机驱动所述卷筒转动,所述卷筒用于卷绕连接所述内框的绳索,从而当所述卷筒转 动时所述绳索被收放且所述内框升降。 优选地,所述升降组件还包括第二传动轴,所述卷筒套设于所述第二传动轴的两 个端部,所述第二传动轴与所述第二电机的输出轴啮合且可转动地安装于所述外框,所述 第二传动轴的两个端部的所述卷筒卷绕的绳索分别用于牵拉所述内框的所述第二传动轴 的延伸方向上的两端。 优选地,所述升降组件还包括第二传动轴,所述第二传动轴与所述第二电机的输 出轴啮合且可转动地安装于所述外框,所述第二传动轴的每个端部套设两个所述卷筒,所 述第二传动轴的同一端的所述两个卷筒卷绕的绳索用于牵拉所述内框的垂直于所述第二 传动轴的延伸方向的方向上的两端。 优选地,在试验进行的状态下,所述升降组件设于所述筛网组件的侧方。 优选地,所述轨道设有齿槽,所述齿槽具有朝水平方向敞开的开口,所述驱动组件 设有第一齿部,所述齿槽的上侧壁设有第二齿部,所述第一齿部与所述第二齿部啮合且不 与所述齿槽的下侧壁接触,所述筛网组件还包括滚轮,所述滚轮可转动地支撑于所述齿槽 的下侧壁。 优选地,在试验进行的状态下,所述驱动组件位于所述筛网组件的侧方。 本公开提供的上述技术方案至少具有以下有益效果: 本公开提供的风洞试验设备置于风洞中,利用风洞试验段提供的流场,轨道安装 于风洞试验段的壁部,省去专用于支撑轨道的复杂的支撑结构,因而该风洞试验设备的结 构简单,迎风面小,成本低廉,可行性高,不受风洞外部环境因素影响,且阻塞率较低,风剖 面影响小,可以有效地对实际大跨复杂结构进行雪荷载模拟。 还可以具有以下效果: 该风洞试验设备利用驱动电机(驱动组件)驱动与其连接成整体的筛网组件沿轨 道移动即可实现筛网组件的灵活移动,以简单的结构实现:欲补充试验颗粒物时,只需将内 框降至最低,无需向设备顶部搬运物料,节省人力效率;欲切换工况时只需将筛网组件沿轨 道移动至指定位置,无需拆装调整设备和试验模型;试验结束后,只需将筛网组件沿轨道移 动到指定位置收纳即可,例如收纳至试验段下游的风洞顶部,从而不妨碍进行其他类型的 风洞试验。这样,欲补充颗粒物、切换工况时和试验结束后均无需拆除试验设备,而再次进 行模拟试验之前亦无需重装本装置,极大地节省了人力物力。 4 CN 111595548 A 说 明 书 3/5 页 附图说明 图1为本公开提供的风致颗粒物漂移的风洞试验设备的立体示意图,示出筛网位 于目标建筑物的上方。 图2为风致颗粒物漂移的风洞试验设备的驱动组件的放大图。 图3为风致颗粒物漂移的风洞试验设备的升降组件的放大图。 图4为风致颗粒物漂移的风洞试验设备的立体示意图,示出筛网移动至目标建筑 物的侧上方。 图5为风致颗粒物漂移的风洞试验设备的立体示意图,示出筛网下降至地面附近。 附图标记说明: 1轨道、10齿槽、21内框、22外框、31第一电机、32第二电机、41第一轴承、42第二轴 承、51第一齿部、52第二齿部、61、61’、610、610’齿轮、62滑轮、63滚轮、64绳索、65卷筒、66吊 环、71第一传动轴、72第二传动轴、7目标建筑物、8转台、9壁部。
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