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風(fēng)洞項目

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產(chǎn)地類別 國產(chǎn) 應(yīng)用領(lǐng)域 化工,能源,綜合

劇場風(fēng)洞流道項目初步方案

1                      項目概況

需求單位(最終用戶)XXX單位(未知)

承建方:XXX單位(未知)

建設(shè)地:上海

2                      技術(shù)需求

(1)                      劇院凈空間尺寸6.5810

(2)                      為觀眾區(qū)提供模擬風(fēng),最大風(fēng)速10/秒,變頻可調(diào)。

(3)                      保證觀眾區(qū)的氣流分布。

3                      設(shè)計考慮要點

   風(fēng)洞項目點主要需要考慮以下幾方面:

(1)                      劇院模擬的風(fēng)集中在劇場底部的觀眾區(qū),所以出風(fēng)口應(yīng)設(shè)置在觀眾的正前方(即風(fēng)機造型的底部)。

(2)                      觀眾區(qū)的面積約為寬3m×4.8m,觀眾區(qū)前排與后排的風(fēng)力有一定差異,后排座椅區(qū)需盡量與前排錯開布置。

(3)                      為滿足后期商業(yè)運營,風(fēng)機計算應(yīng)充分考慮較高的能效及更低的噪音。

(4)                      盡可能大程度的增大風(fēng)扇造型墻的尺寸,使觀眾具有較強的沖擊視覺感,降低出風(fēng)口對造型的破壞。

4                      總體布

風(fēng)洞項目為最大可能保證劇院的整體布局,采用風(fēng)道沿劇場上方回流的方式,這樣可以盡量空出劇場的左右兩側(cè)空間。動力風(fēng)機位于風(fēng)扇造型墻正后方,這種動力0風(fēng)機位置分布可以充分利用風(fēng)扇造型墻后方的遮擋區(qū)域,盡可能增大觀眾區(qū)的實際使用面積。出風(fēng)口采用小尺寸出風(fēng)口尺寸(約1.2m共計3個,分布于風(fēng)扇造型墻底部廠房的主視圖如下圖。

風(fēng)洞項目

4?1廠房主視圖

觀眾區(qū)距離前方風(fēng)扇造型墻4-4.5m,觀眾就座后,出風(fēng)口與觀眾頭部基本保持在一個水平線上,可以大程度保證風(fēng)的利用率。根據(jù)出風(fēng)方向,風(fēng)機垂直向下吹風(fēng),這樣可以盡可能減少動力風(fēng)扇組所占的面積,廠房的俯視圖如下圖所示。

風(fēng)洞項目

4?2廠房視圖

5                      流道設(shè)計

5.1                      流道回路設(shè)計

本試驗系統(tǒng)主要由風(fēng)洞流道(及流道內(nèi)拐角導(dǎo)流片)、風(fēng)機組成。風(fēng)洞流道主要如下所示。出風(fēng)口設(shè)計3200mm*1200mm口徑,共計3個出風(fēng)口

風(fēng)洞項目

5?1流道出風(fēng)口示意圖

本風(fēng)洞流道的主體結(jié)構(gòu)由風(fēng)機、3個拐角段、動力段、等直段擴散段、收縮段等部分組成,采用符合氣動輪廓要求的鋼板(Q235B)焊接和法蘭連接組成。為保證試驗平臺的密封性能,各部段采用法蘭連接。各部段通過支腿與裝方式固定在樓體上。流道氣動輪廓圖如下圖所示。

風(fēng)洞項目

5?2流道氣動輪廓圖

風(fēng)道各部分尺寸為:

1)       第一拐角

采取矩形截面,尺寸為5000mm*2000mm,內(nèi)裝有8片氣流導(dǎo)流片,進口位于劇場頂部,采用進氣格柵。

2)       等直段

為保證收縮段的入流品質(zhì)風(fēng)洞需要等直等直管道選取較長的長度來起到靜流段的作用等直段截面為矩形結(jié)構(gòu)截面尺寸為5000mm*2000mm,長8000mm,內(nèi)部可以根據(jù)用戶要求設(shè)置空氣凈化裝置。

3)       第二拐角

第二拐角與等直段相連,截面尺寸為5000mm*2000mm,內(nèi)有8片氣流導(dǎo)流片。

4)       收縮

收縮段對氣流起加速作用,同時能夠降低氣流的縱向和橫向湍流度收縮段進口5000mm*2000mm,出口為3200mm*1100mm,主要提高氣流速度,增加風(fēng)扇進氣速度,提高風(fēng)扇效率。

5)過渡段

為實現(xiàn)氣流的平穩(wěn)過渡,布置方圓過渡段從而對氣流進行過渡。過渡段為矩形結(jié)構(gòu)變?yōu)?/span>3個獨立圓形結(jié)構(gòu),與動力段風(fēng)機相連。長度為1000mm

6)動力段

動力段作為動力源提供風(fēng)洞運行所需的能量,為風(fēng)洞的心臟動力段擬使用1100mm直徑風(fēng)機,總功率為15KW。由變頻控制,上位機采用PLC終端觸摸屏給定速度。

7)擴散段

入風(fēng)口為1100mm*3200mm,出風(fēng)口為1200mm*3200mm,可以根據(jù)用戶要求風(fēng)覆蓋面積確定。

5.2                      風(fēng)機設(shè)計

按照經(jīng)典流體阻力損失計算方法,取試驗區(qū)(觀眾區(qū))風(fēng)速15m/s,按照標準大氣壓力101325Pa,試驗區(qū)溫度25℃,試驗段密度1.225,考慮到洞體加工粗糙度與計算用表面粗糙度可能會存在差異,以及廠房通風(fēng)情況影響,預(yù)計風(fēng)機功率約為5kW數(shù)量為3臺,總功率為5×3=15kW風(fēng)機將在詳細設(shè)計后給出選型,風(fēng)機直徑約為1.1m,豎直朝下放置,字型分布。

6                      系統(tǒng)控制

控制系統(tǒng)的整體架構(gòu)基于工業(yè)以太網(wǎng),采用基于現(xiàn)場總線和網(wǎng)絡(luò)化的分布式測控系統(tǒng)。采用分布式結(jié)構(gòu)使測控功能分散化、各子系統(tǒng)既可獨立運行,又可通過網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)工作,使故障影響減至最小,整體系統(tǒng)安全可靠,操作靈活,維修方便,也易于系統(tǒng)的擴展和更新。采用分布式采集控制方案使復(fù)雜分布、分散的系統(tǒng)構(gòu)成一個完整的自動化程度高、生產(chǎn)率高,支持風(fēng)洞試驗平臺所有階段運轉(zhuǎn)的網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)系統(tǒng)框架圖如下。

風(fēng)洞項目

6?1控制系統(tǒng)原理組成

主要包括為主控系統(tǒng)、風(fēng)機控制系統(tǒng)、采集系統(tǒng)安全系統(tǒng)等。測控系統(tǒng)通過以太網(wǎng)將主控制系統(tǒng)和下級控制系統(tǒng)連接起來。主控軟件位于頂層,控制器PLC作為中間層,能夠接指令數(shù)據(jù)采集的功能是監(jiān)測實時數(shù)據(jù),記錄試驗過程中風(fēng)洞的壓力、溫度等參數(shù)后臺程序進行數(shù)據(jù)的處理和計算并存儲數(shù)據(jù)安全系統(tǒng)能夠有效保障試驗設(shè)備的運行安全,當(dāng)非關(guān)鍵系統(tǒng)故障時,能夠自動采取緊急停車等措施,避免重大人身傷害及重大設(shè)備損害的事故發(fā)生。

測量風(fēng)速采用風(fēng)速管,在造型風(fēng)扇前方安裝風(fēng)速管,其方向與出方口軸線方向一致,并用測量管將總壓和靜壓連接到風(fēng)速管上,通過測量壓差,經(jīng)PLC采集系統(tǒng)采集后計算出風(fēng)速。

7                      配電

系統(tǒng)用電為AC380V,預(yù)計需要20-30kW(以詳細設(shè)計為準),需要客戶在附近預(yù)留供電點,并連接至配電箱/柜處。以最大風(fēng)速運行時,每小時消耗電量約20kWh





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