C15计算机控制风洞


Armfield C15是一款新型的由计算机控制的亚音速台式风洞,它用于高校教学。小型台式风洞,带有可视工作段。备有大量附件和测量仪器,可对亚音速空气动力学进行综合研究。该设备适合大学生演练和设计工作。

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    分类说明
    o 用于高校教学用的小型计算机控制的风洞
    o 透明的丙烯酸工作段(150mm x 150mm x 455mm)具备良好的可视性
    o 变极器控制的AC风扇可将气流速度精确控制在34m/s
    o 大量可选项模板和测量仪器
    o 模板和压力计之间的多路或单路快速断路连接器
    o 模板位于工作段的内壁,配有快速断路风钩
    o 具有配套的数据记录和教学软件
    o 电子监视器可进行远程操作
    o 工作段的移动底座可插入大的或复合式的模型
    o 包含流动形象化演示设备
    o 气流研究仪可选项包括伯努利仪器

    特征/性能

    · 计算机控制气流

    · 150 (理论上6” )立方毫米工作段

    · 可视性极好的透明工作段

    · 大量用于研究空气动力学和气流的模型

    · 可选择的水或者电子压力计

    · 压力计软管上的快速短路连接器和快速断路连接件以便于改变模型

    · 配有简单的流动形象化技巧说明

    描述
    C15-10是一款可进行水平操作的小型风洞。气流通过风洞出料端的变速风扇进入工作段。
    入口处有一个蜂窝整流器9.4:1的压缩比可确保气流顺利进入工作段。
    工作区由透明的丙烯酸塑胶材质构成,可清楚地观察模型,工作段的侧壁和顶部有适当的模板连接点。
    工作段的特点是整个底座可移动,这样可插入大的或复合式的模板,例如C15-24伯努利仪器。用户可自行构建C15-25边界层板或其它模板。
    基础风洞配有USB接口,以便于计算机(不提供)操控。一个电子压力传感器安装在工作段内壁,可测量静压力,同时可计算气流速度,并显示在计算机上。
    压力计需和可选项模板及仪器一同使用。有两种选择,一个13管水柱压力计或一个16通道电子压力计。
    风洞操作软件带有电子压力计读数和数据记录功能。水柱压力计的读数是完整的并可被记录,但是需要手动输入计算机。
    可选项模型安装在一个圆形舱口里(直径为120mm),模型永久性位于舱口盖上以便封闭开口(冲洗工作段内壁以免干扰流动)。工作段侧壁上的快速断路夹具对模板有防护功能。舱口配有必要的角尺,可使模板按照已知角度进行手动旋转。
    平整透明的丙烯酸塑料盖可用于没有模板的地方,这种做法通常用于给用户增加可选择的模板。
    第二个小一点的舱口位于模板安装位置后面,可使供选择的伴流量耙(C15-15)安装在不同备选模块的下游。在配备此可选项之后才可安装平整的装货口盖。
    工作段标有简单的操作说明以便于观察任何一个可选项模板周围的流动形象化。模板周围的水流轮廓伴有轻质细绳用于显示会发生边界层分离(脱离)现象的地点。细绳的长度可进行简单的调整,其垂直和水平位置也很容易更改。
    工作段顶部有三个抽头,每个抽头都带有一个塞子栓,用以冲洗内壁,可置入流动形象化系统或皮托静态管(配件C15-14)。这些抽头位于工作段的前端,模板安装位置的上游和下游。

    附件和测量仪器
    C15-11斜管压力计

    13个倾斜度为30°的透明管可测量细小的压力差别(0–160 mm H2O)。设备包括一个带有螺旋取代剂的蓄水池,螺旋取代剂可快速调节压力计中的基准液面,并且设备还带有一个快速断电连接器以便快速连接到模板和仪器。

    水可作为安全便捷的压力计液体。

    C15-12电子压力计


    配备有16个不同的压力传感器,每个传感器的测量范围在0-178 mm H2O。(利用另一个USB端口连接到控制计算机,风洞控制软件带有读数功能)。普通抽头可使所有传感器将大气压力作为参考标准。快速断电连接器可快速连接到模板和仪器。

    C15-13升阻天枰(需要C15-20或C15-22)


    配有两个部件的电子天枰用于测量合适模板的升降(不和带有多个内攻丝点的模板一同使用)。通过简单的安装可将升阻模板连接到天枰,以确保模板的正确方向。

    电子传感器用于测量升阻力,阻力可直接测量,升力通过减少模块重量来测量。测试中的模块可在设备上旋转,可对旋转角度进行电子测量。升阻传感器和旋转传感器的读数显示在计算机的控制软件屏幕上,数据可被记录。

    平衡器适用于C15-20或C15-22,然而也适用于用户创建的备选模板。

    C15-14皮托静止管(需要C15-11或C15-12)
    一个小的皮托静止管位于套筒内,套筒安装在工作段的顶部的三个不同位置。比方说工作段的前端,模板安装位置的上游和下游。

    套筒可使皮托管垂直贯穿整个工作段,以便测量风洞内的速度变化。皮托静止管的绕性管路配有两个快速断电连接器。

    面朝正面的孔测量总压强,面朝侧面的孔测量静压强。读数间的差别用于计算气流速度。 提供的皮托静止管设计经典,带有一个可生成电子管系数的椭圆形突出物,可作为皮托管的统一体,末端的倾角/偏离对读数并不是非常敏感。

    C15-15半流测量耙(需要C15-11或C15-12)

    该耙含有10个纵向排列的管,它们指向气流。耙安装在使用模板的下游。管子安装在5mm固定高度处,配件可被替换成2.5mm,通过两台设备间的读数可测量2.5mm间距。管子通过挠性管路连接到多路快速断路连接器。

    模板(可选项)
    C15-20升阻翼面(要求C15-13)


    用于NACA0015剖面平整的对称翼面。配备的装配杆可使其安装在C15-13升阻天枰上,因此可测量机翼在不同袭击角度下的升阻力。
    因为C15-21可直接将上升参数同压力分布进行对比,所以翼面有相同的部段。


    C15-21压力翼(需要C15-11或C15-12)


    对称机翼有10个分接点,沿着翼型的一边分布,可测量机翼前缘到机翼后缘的压力分布。通过倾斜机翼的正迎角和负迎角可获得较高面和较低面的压力分布。

    用于NACA0015翼型的装置,由于C15-20可将压力分布与上升特性进行直接对比,因此机翼有相同的部段。

    分接点与表面是齐平的,通过挠性管路连接到多路快速断路连接器。

    C15-22阻力模型(需要C15-13)


    七个不同的模型可与C15-13升阻平衡器一同使用,用于研究模型形状对阻力的影响。五个模型有着50mm的相同赤道直径,因此对气流会产生相同的横截面:
    -球面形
    -气流半球面,凸面
    -气流半球面,凹面
    -圆盘形
    -流线形

    另外,凹面高尔夫球平面球有着相同的直径,用于演示由于凹陷产生的不同的阻力。

    一个备用的载体棒用于校正阻力,或用于安装在用户自创的其它模型上。

    C15-23压力缸(需要C15-11或C15-12)


    一个简单汽缸,直径为30mm,配有10个平均分布的分接点,分布在气缸的一边,可测量气缸周围的压力分布。

    气缸可进行180°旋转,以便绘制气缸周围的压力分布图。

    分接点与表面是齐平的,通过挠性管路连接到多路快速断路连接器

    C15-24伯努利装置(需要C15-11或C15-12)

    文氏管通过移动平板安装于管道工作段内。

    文氏管平板上配有11个压力抽头,通过挠性管路连接到多路快速断路连接器。

    文氏管的高度与整个工作段高度一样,入口处宽度为150mm(工作段全宽),狭道处宽度变为100mm.其材质为可视性极好的透明丙烯酸塑胶。

    C15-24用于展示横静力压如何随横截面的变化,然而,在同皮托静压管(C15-14)一起使用时,可全面演示伯努利方程。

    C15-25边界层板(需要C15-11或C15-12)


    一个带有倾斜翼型前缘的平板,通过移动平板垂直安装于工作段内部。一个平的皮托管安装在横向测微计上,可测量位于平板表面不同距离处的气流速度。平板可依据皮托管进行移动,以便测量平板机翼前缘和机翼后缘之间任何位置的速度分布图。

    一个光滑的平板和人工粗糙平板可展示层状边界层和扰动边界层之间的差别。皮托管的挠性管路配有快速断路连接器。

    用户通过一系列组件可对备选模板进行组建。包括一个底板,一个环形开口和一系列带有合适挠性管路的快速断开连接器。

    软件功能
    C15-10提供的全套教育软件可用于可选项仪器和模型。

    软件用于控制风洞,包括控制风扇上的开关和控制速度,以及展示和记录所有的数据。这些设备包含在一个模拟图控制屏内,控制屏显示仪器绘制的图形,电子传感器值,传感器计算值(例如风扇速度,升力等等),可手动输入和记录诸如水柱压力计类仪器的测量值。

    设备还包含功能强大,灵活的数据记录和图表绘制仪器,配套有传感器校准设备和数据显示和数据输出选项。

    设备还提供显示屏,可从整体上了解软件,设备,程序以及相关理论。精细的”Help”设备支持显示器,可深入引导用户并生成背景材料。

    软件提供大量预先制定好的学生练习题,每道题都配有特定的模拟图和详细的指导辅助说明。这些精挑细选的,预先制定好的方法利用不同的备选模版和仪器,用于向用户介绍气流和空气动力学原理。

    练习是精心设计的,利用恰当的仪器可对不同的模型进行评估。涉及到在没有仪器进行完整分析,只有压力计,升阻平衡器,皮托管的情况下进行简单流动形象化研究。

    另外,为了其极好的灵活性,软件包含有用户构造的“工程工作”,可用于扩展研究或使用用户自己的模板。

    普通软件界面
    包括软件CD上的单个驱动器,需要利用软件,通过USB接口连接C15-10。这样可让用户编写自己的软件,无需使用Armfield提供的软件。这个软件可写入很多不同的系统。最具代表性的有LabView, MatLab, ‘C’, ‘C++’, Visual Basic, Delphi 和其它可使用外部驱动器的软件环境。

    在完全熟悉其它设备或者软件与其它设备兼容的情况下,用户可通过编写软件来满足其特殊需求。

    说明

    C15-10
    >方形测试区,理论上150 x 150mm,长455mm
    >工作段的气流速度变化范围为0-34m/s(提示:部分模型仅在低速情况下使用)
    >测面入口收缩比为9.4:1(理论上)

    C15-11
    >管长320mm
    >倾斜角30°
    >测量范围0-160 mm H2O

    C15-12
    >16道0-178 mm H2O(有差异)

    C15-13
    >模型升力3.4N
    >模型阻力3.4N
    >倾斜角+/- 45°

    C15-20
    >翼型NACA0015
    >线长61.5mm
    >厚度9.2mm

    C15-22
    >赤道直径:
    大模型50mm
    高尔夫球和小球43mm

    C15-23
    >气缸直径40mm
    >抽头间距20°

    C15-24
    >窄道处宽100mm
    >上游下游宽150mm

    要求/必备设备
    用户必须通过USB接口连接到计算机,并运行Windows。使用备选C15-12时,需要另一个USB接口。

    根据使用的模型而定
    需要C15-11,C15-12,或C15-13(详见模型描述)

    电源要求
    C15-10-A: 220-240V/1/段, 50Hz, 10Amps
    C15-10-B: 110-120V/1/段, 60Hz, 20Amps
    C15-10-G: 220-240V/1/段, 60Hz, 10Amps

    运输参数
    体积:1.5m3
    总重:220kg

    外观尺寸
    C15-10
    高:0.700m
    宽:2.250m
    高:0.460m 


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