塵卷模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種自然氣象的模擬器，特別是涉及一種塵卷模擬裝置，屬于科普及教學(xué)研究的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]沙塵暴因其對區(qū)域氣候、生態(tài)環(huán)境、人民生活安全的嚴(yán)重影響而受到科學(xué)工作者的廣泛關(guān)注。塵卷是一種獨特的充滿科學(xué)魅力的氣象現(xiàn)象，其以較小的風(fēng)速卻可以使得沙塵上揚至幾百米高空；對其流場結(jié)構(gòu)、揚沙機(jī)制的認(rèn)識將有助于人們理解沙塵暴過程的揚沙機(jī)理，從而可能建立相應(yīng)的物理模型。
[0003]然而，相關(guān)研究主要是通過理論猜想、計算機(jī)仿真驗證等方式進(jìn)行研究，缺乏真實塵卷過程中的第一手氣象數(shù)據(jù)。主要因為自然條件下的塵卷現(xiàn)象近乎呈現(xiàn)隨機(jī)狀態(tài)出現(xiàn)，科研人員無法事先預(yù)測發(fā)生時間或地點，從而無法在塵卷發(fā)生地安裝科研儀器以獲取塵卷過程中的氣象資料等信息，這一缺點在一定程度上直接限制了相關(guān)科研活動的開展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，提供一種塵卷模擬裝置，為對塵卷研究提供實驗條件。
[0005]—種塵卷模擬裝置，包括一揚沙器、安裝在揚沙器上的旋轉(zhuǎn)流場器、以及安裝在旋轉(zhuǎn)流場器上的換氣扇；所述旋轉(zhuǎn)流場器包括一圓筒、安裝在圓筒內(nèi)側(cè)的若干豎管、若干吹風(fēng)機(jī)、分別連通豎管及吹風(fēng)機(jī)的連接管；每一豎管上的側(cè)壁上設(shè)有若干間隔設(shè)置的出風(fēng)口，該出風(fēng)口的出風(fēng)方向與各豎管組成的圓周相切；所述吹風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)通過連接管進(jìn)入豎管內(nèi)，沿著出風(fēng)口在圓筒內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流場，迫使從底部進(jìn)入圓筒的沙粒螺旋向上旋轉(zhuǎn)。
[0006]進(jìn)一步地，所述出風(fēng)口的出風(fēng)方向與所在豎管的母線方向上呈角度A傾斜向上設(shè)置，該角度A為9~13度。
[0007]進(jìn)一步地，所述角度A為11度。
[0008]進(jìn)一步地，所述豎管的數(shù)量為六個，所述豎管繞所述圓筒的圓周每隔60度均勻排布。
[0009]進(jìn)一步地，所述揚沙器包括一箱體、橫向安裝在箱體中的二轉(zhuǎn)軸、自轉(zhuǎn)軸的表面延伸的若干揚沙片、及連接轉(zhuǎn)軸的一端的電機(jī)。
[0010]進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)軸相互平行設(shè)置，水平貫穿箱體；所述箱體呈矩形體設(shè)置，用于裝載沙塵，其中沙塵的高度低于或等于所述轉(zhuǎn)軸的軸心所在水平面。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述兩個轉(zhuǎn)軸相反的一端伸出箱體后安裝所述電機(jī)；所述轉(zhuǎn)軸自其對應(yīng)連接的電機(jī)朝向箱體觀察均為逆時針轉(zhuǎn)動，從而兩個轉(zhuǎn)軸的揚沙片在轉(zhuǎn)動過程中將轉(zhuǎn)軸之間的沙塵揚起。
[0012]進(jìn)一步地，所述揚沙片呈彎折設(shè)置，彎折的方向自對應(yīng)的電機(jī)朝向箱體觀察呈逆時針設(shè)置。
[0013]本實用新型所述的塵卷模擬裝置通過在圓桶內(nèi)增加豎管，增加流場轉(zhuǎn)速，塵卷聚攏，建立了塵卷現(xiàn)象模擬裝置，為塵卷內(nèi)部流場的科學(xué)實驗研究提供條件。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的塵卷模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1的塵卷模擬裝置的揚沙器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為圖1的塵卷模擬裝置的揚沙器的另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為圖1的塵卷模擬裝置的旋轉(zhuǎn)流場器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5為圖1的塵卷模擬裝置的旋轉(zhuǎn)流場器內(nèi)氣流運動方向示意圖。
[0019]圖6為豎管在豎直方向的出風(fēng)方向示意圖。
[0020]圖中:揚沙器10、箱體11、轉(zhuǎn)軸12、揚沙片13、電機(jī)14、吹風(fēng)機(jī)15、支撐板16、支撐架17、支撐架18、旋轉(zhuǎn)流場器20、圓筒25、豎管26、出風(fēng)口 260、連接管27、換氣扇30。
【具體實施方式】
[0021]為了使本實用新型的技術(shù)方案能更清晰地表示出來，下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0022]請參照圖1至圖6，為本實用新型的一種較佳實施例的塵卷模擬裝置，包括一揚沙器10、安裝在揚沙器10上的旋轉(zhuǎn)流場器20、以及安裝在旋轉(zhuǎn)流場器20上的換氣扇30。
[0023]該揚沙器10設(shè)置在支撐板16上，該揚沙器10包括一箱體11、橫向安裝在箱體11中的二轉(zhuǎn)軸12、自轉(zhuǎn)軸12的表面延伸的若干揚沙片13、及連接轉(zhuǎn)軸12的一端的電機(jī)14。所述箱體11呈矩形體設(shè)置，用于裝載沙塵，其中沙塵的高度低于或等于所述轉(zhuǎn)軸12的軸心所在水平面。在本實施例中，沙塵的體積約為箱體11的容量的四分之一。所述轉(zhuǎn)軸12相互平行設(shè)置，水平貫穿箱體11。所述兩個轉(zhuǎn)軸12相反的一端伸出箱體11后安裝所述電機(jī)14。所述轉(zhuǎn)軸12自其對應(yīng)連接的電機(jī)14朝向箱體11觀察均為逆時針轉(zhuǎn)動，從而兩個轉(zhuǎn)軸12的揚沙片13在轉(zhuǎn)動過程中將轉(zhuǎn)軸12之間的沙塵揚起。所述揚沙片13呈彎折設(shè)置，彎折的方向與轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動的方向相同，即自對應(yīng)的電機(jī)14朝向箱體11觀察呈逆時針設(shè)置。在本實施例中，相鄰的揚沙片13的根部連接在對應(yīng)的轉(zhuǎn)軸12的不同母線上，即各揚沙片13圓周均勻分布設(shè)置并沿軸線方向間隔設(shè)置。
[0024]所述旋轉(zhuǎn)流場器20通過支撐架17與揚沙器10相對固定，所述旋轉(zhuǎn)流場器20包括一圓筒25、安裝在圓筒25內(nèi)側(cè)的若干豎管26、若干吹風(fēng)機(jī)15、分別連通豎管26及吹風(fēng)機(jī)的連接管27。所述圓筒25安裝在揚沙器10的正上方，從而揚沙器10揚起的沙塵進(jìn)入圓筒25內(nèi)。在本實施例中，該圓筒25由有機(jī)玻璃制成。所述豎管26為PVC管，均勻排布在圓筒25的內(nèi)側(cè)。在本實施例中，所述豎管26的數(shù)量為六個，繞圓筒25的圓周每隔60度均勻排布。每一豎管26上的側(cè)壁上設(shè)有若干間隔設(shè)置的出風(fēng)口 260，在本實施例中，從出風(fēng)口 260出的風(fēng)與各豎管26組成的圓周相切。同時，各豎管26的出風(fēng)口 260所出的風(fēng)自上而下觀察呈逆時針旋轉(zhuǎn)；即從圓筒25的中心朝各豎管26觀察，所述出風(fēng)口 260沿豎直方向間隔設(shè)置在豎管26的左側(cè)母線上。每一出風(fēng)口 260的出風(fēng)方向除了與圓周相切以外，并與所在豎管26的母線方向上呈角度A傾斜向上設(shè)置，該角度A為9~13度，具體在本實施例中為11度。在本實施例中，出風(fēng)口 260的風(fēng)速為6m/s。所述吹風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)通過連接管27進(jìn)入豎管26內(nèi)，沿著出風(fēng)口 260在圓筒25內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流場，迫使從底部進(jìn)入圓筒25的沙粒旋轉(zhuǎn)。
[0025]所述換氣扇30通過支撐架18與所述旋轉(zhuǎn)流場器20相對固定，所述換氣扇30工作時，在圓桶25內(nèi)部豎直平面內(nèi)形成一個旋轉(zhuǎn)的流場，這個流場使得圓桶25內(nèi)部沙粒受到向上的力，可以使沙粒上升高度增加，沙粒遍歷豎管26的每個出風(fēng)口 260的作用，大體的運動軌跡為螺旋向上。
[0026]本實用新型所述的塵卷模擬裝置通過在圓桶25內(nèi)增加豎管26，增加流場轉(zhuǎn)速，塵卷聚攏，建立了塵卷現(xiàn)象模擬裝置，為塵卷內(nèi)部流場的科學(xué)實驗研究提供條件?？梢岳斫獾兀瑢Σ煌樾蔚膲m卷模擬，可以通過增加豎管26數(shù)目、增加豎管26上出風(fēng)口 260的數(shù)量和大小進(jìn)行調(diào)整，得到所需的模擬現(xiàn)象。
[0027]以上所述實施例僅表達(dá)了本實用新型的一種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。因此，本實用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種塵卷模擬裝置，其特征在于，包括一揚沙器、安裝在揚沙器上的旋轉(zhuǎn)流場器、以及安裝在旋轉(zhuǎn)流場器上的換氣扇；所述旋轉(zhuǎn)流場器包括一圓筒、安裝在圓筒內(nèi)側(cè)的若干豎管、若干吹風(fēng)機(jī)、分別連通豎管及吹風(fēng)機(jī)的連接管；每一豎管上的側(cè)壁上設(shè)有若干間隔設(shè)置的出風(fēng)口，該出風(fēng)口的出風(fēng)方向與各豎管組成的圓周相切；所述吹風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)通過連接管進(jìn)入豎管內(nèi)，沿著出風(fēng)口在圓筒內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流場，迫使從底部進(jìn)入圓筒的沙粒螺旋向上旋轉(zhuǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塵卷模擬裝置，其特征在于:所述出風(fēng)口的出風(fēng)方向與所在豎管的母線方向上呈角度A傾斜向上設(shè)置，該角度A為9~13度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塵卷模擬裝置，其特征在于:所述角度A為11度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塵卷模擬裝置，其特征在于:所述豎管的數(shù)量為六個，所述豎管繞所述圓筒的圓周每隔60度均勻排布。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塵卷模擬裝置，其特征在于:所述揚沙器包括一箱體、橫向安裝在箱體中的二轉(zhuǎn)軸、自轉(zhuǎn)軸的表面延伸的若干揚沙片、及連接轉(zhuǎn)軸的一端的電機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的塵卷模擬裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)軸相互平行設(shè)置，水平貫穿箱體；所述箱體呈矩形體設(shè)置，用于裝載沙塵，其中沙塵的高度低于或等于所述轉(zhuǎn)軸的軸心所在水平面。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的塵卷模擬裝置，其特征在于:所述兩個轉(zhuǎn)軸相反的一端伸出箱體后安裝所述電機(jī)；所述轉(zhuǎn)軸自其對應(yīng)連接的電機(jī)朝向箱體觀察均為逆時針轉(zhuǎn)動，從而兩個轉(zhuǎn)軸的揚沙片在轉(zhuǎn)動過程中將轉(zhuǎn)軸之間的沙塵揚起。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的塵卷模擬裝置，其特征在于:所述揚沙片呈彎折設(shè)置，彎折的方向自對應(yīng)的電機(jī)朝向箱體觀察呈逆時針設(shè)置。
【專利摘要】一種塵卷模擬裝置，包括一揚沙器、安裝在揚沙器上的旋轉(zhuǎn)流場器、以及安裝在旋轉(zhuǎn)流場器上的換氣扇；所述旋轉(zhuǎn)流場器包括一圓筒、安裝在圓筒內(nèi)側(cè)的若干豎管、若干吹風(fēng)機(jī)、分別連通豎管及吹風(fēng)機(jī)的連接管；每一豎管上的側(cè)壁上設(shè)有若干間隔設(shè)置的出風(fēng)口，該出風(fēng)口的出風(fēng)方向與各豎管組成的圓周相切；所述吹風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)通過連接管進(jìn)入豎管內(nèi)，沿著出風(fēng)口在圓筒內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流場，迫使從底部進(jìn)入圓筒的沙粒螺旋向上旋轉(zhuǎn)。該塵卷模擬裝置通過在圓桶內(nèi)增加豎管，增加流場轉(zhuǎn)速，塵卷聚攏，建立了塵卷現(xiàn)象模擬裝置，為塵卷內(nèi)部流場的科學(xué)實驗研究提供條件。
【IPC分類】G09B23/00
【公開號】CN205068905
【申請?zhí)枴緾N201520681175
【發(fā)明人】李興財, 王潤坤, 劉 東, 韓梅, 王春霞
【申請人】寧夏大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年9月6日