بررسي تجربي جريان هوا در لانه‌زنبوري يك تونل باد عمودي

Experimental Evaluation of Air Flow at Honeycomb of a Vertical Wind Tunnel

لانه‌زنبوري يكي از اجزاي تونل باد بوده كه وظيفه اصلي آن يكنواخت نمودن جريان هوا و كاهش زاويه جريان است. لانه زنبوري در بالادست نازل در اتاق آرامش قرار مي‌گيرد. با توجه به اينكه در تونل بادهاي بزرگ و عمودي، هزينه‌ ساخت لانه زنبوري بالا بوده و همچنين مشكلات نصب آن زياد است، ضروريست كه نسبت طول به قطر هيدروليكي لانه‌زنبوري كاهش داده شود. در صورتي‌كه اين نسبت كاهش يابد، ممكن است عملكرد لانه زنبوري كاهش يابد. در اين مقاله، طرحهاي مختلفي براي لانه‌زنبوري ارايه شده و كيفيت جريان به صورت تجربي مورد تحليل و بررسي قرار گرفته است. به اين منظور، جريان در پايين‌دست لانه زنبوري با استفاده از جريان‌سنج سيم داغ و زاويه سنج جريان (Yaw head) اندازه‌گيري و بررسي شده است. نتايج تحقيقات نشان مي‌دهد كه با كاهش نسبت طول به قطر هيدروليكي لانه زنبوري از 7 به 2، عملكرد لانه زنبوري در تغيير زاويه جريان هوا در بازه °20- تا °20 مناسب بوده است. اين نتايج در طراحي يك تونل باد عمودي با نام طرح طوفان مورد استفاده قرار گرفته است. اين تونل باد ويژه شبيه‌سازي عمليات چتربازي مي‌باشد. از اين‌رو مي‌توان در طرح تونل باد فوق، طرح لانه زنبوري به شكل مربع و با نسبت 2 را انتخاب نمود و هزينه ساخت آن‌را حدود 60% كاهش داد.

Honeycomb is one of the major components of a wind tunnel, which is used to make the air flow uniform and reduce the flow angle. A honeycomb is installed upstream of the nozzle in the settling chamber. As high costs are incurred for construction of honeycomb in large vertical wind tunnels, and in view of the difficulties in installation of these units, it is necessary to reduce the ratio of length to hydraulic diameter of the honeycomb. However, reduction of this ratio may affect the honeycomb performance. In this paper, various honeycomb designs have presented and flow quality has been experimentally investigated for each case. A hot wire anemometer (HWA) and a device for measurement of flow angle (yaw head) have been used to study the flow downstream of the honeycomb. Results show that with decrease in length to hydraulic diameter ratio from 7 to 2, the honeycomb performance is adequate for change in flow angle from -20 to 20?. These results have been used in the design of a vertical wind tunnel, namely Tofan Vertical Wind Tunnel, which will be used for the simulation of skydiving. Based on these results a square honeycomb of length to hydraulic diameter ratio of 2 has been selected, which has resulted in a reduction of up to 60% in the construction cost of the honeycomb.