Hầm gió mini để bàn cho mô hình xe đua

Lấy cảm hứng từ Windsible, tôi đã chế tạo một hầm gió mini để bàn, dùng cho các mô hình xe đua tỉ lệ 1/43. Tôi dùng nó để quan sát dòng không khí thổi qua mô hình bằng một máy tạo khói nhỏ - tôi chưa có ý định đo đạc gì thêm (ít nhất là bây giờ!)

Tôi đã thử nghiệm nhiều lần với cái này - ban đầu tôi có hình nón co lại / mở rộng ở hai đầu, nhưng không thể tạo ra dòng chảy ổn định ("laminar") qua hầm gió, vì vậy tôi đã loại bỏ chúng và nhồi đầy đầu vào bằng ống hút để ngăn các nhiễu động nhỏ bên ngoài ảnh hưởng đến sự ổn định bên trong.

Sau đó, tôi gặp vấn đề với các xung áp lực từ máy bơm trong máy tạo khói - vì vậy tôi đã "làm đệm" khói bên dưới "đường đua", cho phép áp suất thấp trong buồng "hút" nó ra - cách này cho kết quả tốt nhất, làm giảm các xung từ máy bơm và tạo ra các đường khói rõ ràng.

Cuối cùng, tôi thêm một bộ lọc HEPA trước quạt - nó gây cản trở một chút, nhưng cho phép bạn chạy máy tạo khói mà không làm cả căn phòng ám khói và kích hoạt báo cháy.

Nó hoạt động tốt nhất ở tốc độ ~10 (khoảng 60% công suất) mà không cần "bơm" khói chủ động, chỉ cần để nó được hút ra khỏi buồng.

Danh sách vật liệu (BOM)

Mục

Nguồn

Chi phí

Số lượng

M5Stack Dial

Pi Hut

£33.00

1

Meanwell 12V 5A 60W Power Supply

Pi Hut

£26.50

1

Female DC Power adapter - 2.1mm jack to screw terminal block

Pi Hut

£1.50

1

M3 countersunk hex socket screws 

RS Online

£7.43

1 hộp

ELEGOO PLA+ Black & White

Amazon

~£20

1 mỗi loại

Assorted Black M3 Nuts and Bolts

Amazon

£6.99

1

M3 Brass Heat Set Insert

Amazon

£7.99

1

Noctua NF-F12 iPPC 3000 PWM

Amazon

£25.99

1

GL 2103 HEPA Air Purifier Filter

Amazon

£17.99

1 (trong số 4)

12V COB LED Strip

Amazon

£23.59

1

2mm A4 Clear Acrylic

Amazon

£5.99

1

10mm ID x 13mm OD - 5m PVC Clear Hose

Amazon

£9.99

1

1.5mm O Ring Material

Amazon

£2.00

1

MicroFogger MF5 ‘Pro’ Ultimate Bundle

LEVShop

£545.00

1

Black Plastic Drinking Straws

Gompels

£1.65

1000

White Cocktail Straws

Gorilla Glue Clear

Sơ đồ đấu dây

Việc đấu dây khá đơn giản - kết nối tín hiệu PWM màu xanh lam trên quạt với dây màu vàng trên đầu nối B của M5Stack Dial, và kết nối mọi thứ khác với nguồn điện

Phần mềm

Phần mềm hiện tại chỉ điều khiển tốc độ quạt - tôi muốn thêm cảm biến tải, điều khiển màu đèn LED, v.v. khi có thời gian. Hiện tại tôi đang dùng UIFlow, mặc dù tôi có ý định viết lại bằng C khi có thời gian. Phần mềm ở đây: https://uiflow2.m5stack.com/?pkey=4e813d3c3ed54bbd9518e13fe99b5789

Sản xuất bộ phận

Cần một số công đoạn để sản xuất các bộ phận này:

• Tôi không tạo mô hình lưới tổ ong trên các vỉ nướng hoặc bộ chỉnh lưu dòng chảy, vì vậy bạn cần loại bỏ các lớp trên cùng + dưới cùng, sử dụng kiểu đổ đầy tổ ong 10%. Đảm bảo các lỗ vít không bị lơ lửng!
• In bộ phận phía sau với các hộp mỏng, lơ lửng ở hai bên để các bộ phận hỗ trợ bám vào, nếu không nó sẽ di chuyển nhiều và là một bản in xấu.
• In đường đua trên bề mặt in có vân để trông giống và có cảm giác như một con đường; bạn cũng có thể sử dụng MMU (hoặc AMS, hoặc 3 đầu in XL) để in các vạch kẻ ô màu trắng và đỏ.
• Cắt laser các tấm acrylic (sử dụng các tệp DXF được cung cấp). Sử dụng acrylic trong 2mm. Ban đầu tôi đặt hàng chúng trực tuyến nhưng cuối cùng đã mua Glowforge để làm việc này.
• Dán các bộ phận khác nhau cho cửa lại với nhau - có một bộ gá STL tiện dụng để giữ mọi thứ vuông góc. Sử dụng nhiều keo và kẹp.
• Cắt ống hút nhựa thành 148mm
• Dán vòng chữ O vào nắp dưới (để ngăn khói rò rỉ)
• Bộ phận tạo khói và khuỷu nối khói tốt nhất nên in trên máy SLA - chúng sẽ ổn khi in bằng FDM, nhưng bạn có thể đặt hàng chúng trực tuyến từ PCBWay, hoặc lấy đây làm lý do để sở hữu một chiếc máy SLA...

Các bước lắp ráp

1. Vặn đế lại với nhau
2. Lắp phần quạt đầu ra
3. Luồn dây cho dải đèn LED qua phía sau và vặn giá đỡ đèn LED.
4. Luồn dây cho đèn LED qua đế, nhưng chưa vặn chặt phần phía sau
5. Lắp các bộ phận đầu vào và đầu ra vào đế
6. Lắp phần phía sau
7. Lắp cửa
8. Vặn nắp dưới lại

Kế hoạch tương lai

• Bây giờ tôi có một chiếc XL (tuyệt vời!), vì vậy tôi dự định làm cho phần đế có thể in được trong một mảnh duy nhất - điều này có nghĩa là rút ngắn các bộ phận đầu vào và đầu ra, mà tôi nghĩ không cần phải quá lớn. Điều này sẽ giúp việc lắp ráp dễ dàng hơn và giảm thời gian in.
• Tôi cũng dự định thêm nhiều vật liệu vòng chữ O quanh cửa, đặc biệt là ở bản lề - tôi nghĩ không khí đang lọt vào đó và làm ảnh hưởng đến luồng gió. Tôi muốn thử nghiệm in đa vật liệu và in vòng chữ O tại chỗ bằng TPU...
• Tôi nghĩ mình sẽ thêm một số cảm biến tải và servo để tôi có thể in một cánh nhỏ để đặt vào đó, thay đổi góc nghiêng và tốc độ gió và tìm kiếm hiện tượng stall.
• Tôi đang cân nhắc di chuyển đèn lùi về phía sau và làm cho cửa che toàn bộ phần trên, để bạn có thể nhìn thấy cấu trúc dòng chảy trên xe chứ không chỉ từ bên cạnh. Điều này cũng sẽ giúp việc in phần phía sau dễ dàng hơn...

Nghiên cứu

Tôi không biết cách chế tạo hầm gió, vì vậy tôi đã tìm hiểu rất nhiều về cách tạo ra dòng chảy ổn định. Dưới đây là một số liên kết hữu ích:

Reddit

• https://www.reddit.com/r/3Dprinting/comments/vsr7r3/i_made_a_mostly_3d_printed_wind_tunnel_idk_if/
• https://www.reddit.com/r/3Dprinting/comments/1c4tvue/hi_everyone_weve_made_some_tweaks_based_on_your/
• https://www.reddit.com/r/3Dprinting/comments/z9fca0/i_3d_printed_a_wind_tunnel/
• https://www.reddit.com/r/engineering/comments/jwz55j/desktop_wind_tunnel_one_hell_of_a_desk_toy/
• https://www.reddit.com/r/3Dprinting/comments/1bvtdux/my_friend_made_this_desktop_wind_tunnel_and/

Sản phẩm / Dự án tương tự

• https://www.interactiveinstruments.com/educationalproducts/jetstream/
• https://engineeringlibrary.org/reference/laminar-and-turbulent-fluid-flow-doe-handbook 
• https://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/tunnozd.html 
•  

Playlist Youtube: Desktop Windtunnel