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風洞項目

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超聲波流量計、地下水采樣器、紅外光譜儀、水質自動監測系統、煙氣分析儀

產地類別 國產 應用領域 化工,能源,綜合

劇場風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)

建設地:上海

2                      技術需求

(1)                      劇院凈空間尺寸6.5810

(2)                      為觀眾區提供模擬風,最大風速10/秒,變頻可調。

(3)                      保證觀眾區的氣流分布。

3                      設計考慮要點

   風洞項目點主要需要考慮以下幾方面:

(1)                      劇院模擬的風集中在劇場底部的觀眾區,所以出風口應設置在觀眾的正前方(即風機造型的底部)。

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

(3)                      為滿足后期商業運營,風機計算應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扇造型墻的尺寸,使觀眾具有較強的沖擊視覺感,降低出風口對造型的破壞。

4                      總體布

風洞項目為最大可能保證劇院的整體布局,采用風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空間。動力風機位于風扇造型墻正后方,這種動力0風機位置分布可以充分利用風扇造型墻后方的遮擋區域,盡可能增大觀眾區的實際使用面積。出風口采用小尺寸出風口尺寸(約1.2m共計3個,分布于風扇造型墻底部廠房的主視圖如下圖。

風洞項目

4?1廠房主視圖

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

風洞項目

4?2廠房視圖

5                      流道設計

5.1                      流道回路設計

本試驗系統主要由風洞流道(及流道內拐角導流片)、風機組成。風洞流道主要如下所示。出風口設計3200mm*1200mm口徑,共計3個出風口

風洞項目

5?1流道出風口示意圖

本風洞流道的主體結構由風機、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。

風洞項目

5?2流道氣動輪廓圖

風道各部分尺寸為:

1)       第一拐角

采取矩形截面,尺寸為5000mm*2000mm,內裝有8片氣流導流片,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風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構截面尺寸為5000mm*2000mm,長8000mm,內部可以根據用戶要求設置空氣凈化裝置。

3)       第二拐角

第二拐角與等直段相連,截面尺寸為5000mm*2000mm,內有8片氣流導流片。

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,增加風扇進氣速度,提高風扇效率。

5)過渡段

為實現氣流的平穩過渡,布置方圓過渡段從而對氣流進行過渡。過渡段為矩形結構變為3個獨立圓形結構,與動力段風機相連。長度為1000mm

6)動力段

動力段作為動力源提供風洞運行所需的能量,為風洞的心臟動力段擬使用1100mm直徑風機,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

入風口為1100mm*3200mm,出風口為1200mm*3200mm,可以根據用戶要求風覆蓋面積確定。

5.2                      風機設計

按照經典流體阻力損失計算方法,取試驗區(觀眾區)風速15m/s,按照標準大氣壓力101325Pa,試驗溫度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,以及廠房通風情況影響,預計風機功率約為5kW數量為3臺,總功率為5×3=15kW風機將在詳細設計后給出選型,風機直徑約為1.1m,豎直朝下放置,字型分布。

6                      系統控制

控制系統的整體架構基于工業以太網,采用基于現場總線和網絡化的分布式測控系統。采用分布式結構使測控功能分散化、各子系統既可獨立運行,又可通過網絡相互聯系和協調工作,使故障影響減至最小,整體系統安全可靠,操作靈活,維修方便,也易于系統的擴展和更新。采用分布式采集控制方案使復雜分布、分散的系統構成一個完整的自動化程度高、生產率高,支持風洞試驗平臺所有階段運轉的網絡測控系統系統框架圖如下。

風洞項目

6?1控制系統原理組成

主要包括為主控系統、風機控制系統、采集系統安全系統等。測控系統通過以太網將主控制系統和下級控制系統連接起來。主控軟件位于頂層,控制器PLC作為中間層,能夠接指令數據采集的功能是監測實時數據,記錄試驗過程中風洞的壓力、溫度等參數后臺程序進行數據的處理和計算并存儲數據安全系統能夠有效保障試驗設備的運行安全,當非關鍵系統故障時,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備損害的事故發生。

測量風速采用風速管,在造型風扇前方安裝風速管,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速管上,通過測量壓差,經PLC采集系統采集后計算出風速。

7                      配電

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





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