环境风洞实验室：清洁能源低碳发展的助推器
环境风洞实验室：清洁能源低碳发展的助推器
你知道有这样一种实验室吗？它能模拟自然界各种各样的风，运用它能够揭示大气污染物在环境中的扩散规律，科学家还利用它设计风力发电机、桥梁、超高建筑呢。
它，就是国家能源集团电科院环境风洞实验室！
图1：国家能源集团电科院环境风洞实验室
什么是风洞？
风洞，它是黑洞吗？
哈哈，你想多了。
风洞是能够制造人工风的一种管状实验设备，用来模拟物体周围的空气流动状态，其截面形状有矩形、圆形、八角形和椭圆形等，它是空气动力学研究和试验中最广泛使用的工具。
风洞的横切面示意图
风洞种类多样，按照气流速度范围分为低速风洞、高速风洞、高超声速风洞；按照用途分类，有汽车风洞、环境风洞、建筑风洞和桥梁风洞等。环境风洞可用于模拟从地面至2千米左右气层的气流环境。
风洞主要由洞体、驱动系统和测量控制系统组成。驱动系统就像大风扇一样可以吹出不同强度的风。
风洞可以用来干什么？
风洞最早应用于航空航天科学研究，为飞行器的研制服务。现在广泛应用于空气污染治理、交通运输设计、高大建筑物设计、风能利用等方面的试验研究，用于指导具体工程方案的优化。
不同形式的环境风洞有什么区别？
直流、吸式、回流、吹式、阵风，这么多形式，有点迷糊了吧？
直流式风洞，是指气流从外界大气进入洞体后从出口直接排入大气。
直流式风洞模型图
回流式风洞，是将直流式风洞首尾相接，形成封闭回路。气流在风洞中循环回流，既节省能量又不受外界干扰。
图2：回流式风洞模型图
吹式风洞，是利用风机鼓风而使空气从风洞的一端进入洞体的方式，而吸式风洞正好相反。
阵风风洞，可以产生类似自然界的阵风。
电科院有几座风洞？
电科院环境风洞实验室里矗立着3座风洞，构成了亚洲最大的环境风洞群。
看下面的“大家伙”，他们都有很正式的名字哦，中间的叫“直流吸式风洞”，左边的叫“回流式风洞”，右边的叫“直流吹式阵风风洞”。
图3：风洞实验室内部航拍
电科院环境风洞有多厉害？
风洞群中2座风洞，是电科院2015年独立设计建造、拥有自主知识产权、世界独此一份儿，怎么样，服不服？
直流吹式阵风风洞，国际领先，可以产生最大风速50米/秒的阵风，相当于15级强台风，约为一辆小汽车以每小时200公里左右的速度奔驰。
图4：直吹式阵风风洞实物图
回流式风洞，世界上流量最大的开闭两用回流风洞，气流量可达到360立方米/秒，最高风速30米/秒，相当于11级暴风，可以拔起树木，造成地面建筑物重大损毁。
图5：回流式边界层风洞实物图
另外1座直流吸式风洞，始建于1985年，用于低速风环境模拟，最高风速6.5米/秒，相当于4级和风，可以吹起尘土。
风洞试验成果
电科院环境风洞实验室在煤电行业完成了36项燃煤电厂“烟塔合一”排烟风洞试验，解决了“烟塔合一”排烟方式大气污染物防护距离设定的技术难题，推动了“烟塔合一”技术在全国范围的推广应用，开展了火电厂大气污染物排放烟羽抬升试验和AERMOD、CALPUFF等大气模型在中国应用的验证试验；依托863等项目开展了烟道脱硫系统流场试验，推动了《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003）的出台及大规模应用。
电科院加大与国内高校科研院所合作，利用风洞实验室同南京航空航天大学在风电行业共同参与了国内首台6MW特大型海上风力机研发；在核电行业共同开展了冷却塔结构研究，成果应用于中核冀东世界最高冷却塔等大型冷却塔的设计与建造，有力推动了我国核电冷却方式的有利转变。
在2023年广西科学技术奖励大会上，国家能源集团电科院科技成果“多功能环境风洞关键技术国产化及电力应用”获得广西2022年度科学技术进步奖一等奖。
你看，环境风洞是不是
能源发展的助推器？
本文原文来自澎湃新闻