水产百科

渔具模型风洞试验

2023-02-11

model test of fishinggear in wind tunnel测试渔具的模拟方法之一。将渔具模型置于专用的风洞中, 模拟实际作业, 进行测试和观察、研究模型受力和形状变化之间的关系, 为设计和改进渔具、提高生产效率提供依据。渔具的某些属具如网板、浮子、沉子也可以通过风洞试验加以研究、改进。

风洞由电扇、收缩段、试验段和扩散段四个主要部分组成(图1)。按流经试验段气流速度的大小,可分低速风洞和高速风洞两类。前者气流速度每秒60米,后者流速大于100米。风洞是试验研究飞机空气动力特性的主要设备。利用风洞试验研究渔具受力和形状变化,一般多采用低速风洞。风洞试验段是安装模型和测试仪器的部位, 其截面形状有方形、长方形、八角形、圆形和椭圆形几种。其结构形式有开口式和封闭式两种。试验时模型安装在三根支杆上,支杆与测试扩张力(升力)、阻力和力矩的三分力天平相联系(图2)。然后按不同的模型迎角启动电扇, 使之产生所需要的气流速度, 模型在不同迎角的不同速度的气流作用下, 通过调节三个分力天平的砝码取得力的数据。也可以通过传感器和电子计算机测定受力情况。

图 1 开口回流式风洞示意图1.动力室; 2. 电动机; 3. 导流片; 4. 收缩段;5. 电扇; 6. 整流器 7. 试验段; 8. 天平室;9. 扩散段; 10. 气流方向

图 2 三分力天平示意图

1. 网板模型; 2. 前支杆(2根); 3. 后支杆(1根); 4. 迎角调节装置;5. 扩张力天平; 6. 力矩天平; 7. 阻力天平; 8. 力平台; 9. 阻力配重; 10. 力平台配置

网渔具模型风洞试验准则: 因实物网在水中运动和模型网在风洞中测试, 流体的介质不同, 有关试验准则应是: ①实物网与模型网之间的速度之比为:

式中 ρ1和ρ2分别为水和空气的质量, ρ12=800,则模型网的速度应为:

②实物网和模型网之间的阻力之比应为:

如已知模型网的阻力, 实物网的阻力为:

网渔具模型风洞试验需要遵守渔具模型风洞试验准则。渔具属具中有一部分是刚性构件, 如浮子、网板等, 它们在风洞中进行模型试验时, 可以使模型和实物保持几何全相似, 并遵守雷诺相似准则。网板模型试验主要测定阻力系数、扩张力系数、压力中心系数与迎角的关系, 改变网板类型、面积、展弦比、速度和迎角等参数。