1. Princípio de funcionamento básico das vedações infláveis de borracha
O principal princípio de funcionamento das vedações infláveis de borracha é utilizar as características deformáveis dos materiais elásticos e o ajuste dinâmico da pressão do gás para obter um ajuste perfeito entre as superfícies da vedação inflável e o preenchimento das lacunas. Essencialmente, através da ação mecânica de "inflar e desinflar", a vedação flexível completa uma transformação de "contração-expansão" dentro da ranhura de vedação, formando finalmente uma barreira de vedação sem lacunas.
2. As vedações infláveis de borracha são adequadas para equipamentos de túnel de vento?
As vedações infláveis de borracha são perfeitamente adequadas para equipamentos de túneis de vento e são um dos principais componentes de um sistema de vedação de túnel de vento. Os requisitos de vedação para equipamentos de túnel de vento concentram-se em “alta estanqueidade, resistência a ambientes extremos, resistência ao impacto do fluxo de ar e adaptabilidade a estruturas complexas”. As características dinâmicas de vedação e a flexibilidade do material das vedações infláveis de borracha podem atender precisamente a esses requisitos rigorosos. As recomendações de seleção são as seguintes:
I. Vedação de pontos problemáticos de equipamentos de túnel de vento e compatibilidade de vedação inflável
Os cenários de vedação para equipamentos de túnel de vento (como túneis de vento de baixa velocidade, túneis de vento de alta velocidade e túneis de choque de ultra-alta velocidade) incluem principalmente:
1. **Vedação da porta da seção de teste**: As seções de teste exigem abertura e fechamento frequentes para alterar os modelos. A superfície de vedação pode sofrer uma ligeira deformação devido ao impacto do fluxo de ar a longo prazo, e as vedações rígidas tradicionais são propensas a vazamentos;
2. **Interface de tubulação e vedação de válvula**: As tubulações de fluxo de ar em túnel de vento (especialmente seções de alta pressão) precisam suportar impactos de pressão de ar de 0,1 a 10 MPa. As vedações precisam equilibrar alta estanqueidade e resistência à fadiga;
3. **Vedação de câmara de vácuo/alta pressão**: Alguns túneis de vento (como túneis de vento a vácuo) precisam manter um ambiente de alto vácuo (taxa de vazamento ≤10⁻⁹) 4. **Vedação de estruturas irregulares:** Bicos de túnel de vento, difusores e outras peças geralmente têm superfícies curvas irregulares, dificultando que as vedações convencionais obtenham um ajuste completo.
No entanto, as vedações infláveis de borracha resolvem esses problemas por meio de um mecanismo dinâmico de "encaixe de expansão-inflação, deflação-contração-desprendimento":
- Compensa automaticamente a deformação da superfície de vedação e erros de instalação após a inflação, formando uma barreira de vedação sem lacunas para bloquear o vazamento do fluxo de ar;
- O material elástico absorve o impacto do fluxo de ar e a vibração do equipamento, evitando desgastes causados pelo contato duro da superfície de vedação;
- Secções transversais irregulares personalizáveis para se adaptarem à complexa estrutura superficial curva dos túneis de vento;
- A contração flexível após a deflação não afeta a abertura e fechamento de alta frequência das portas da câmara de teste e a eficiência da substituição do modelo.
II. Principais vantagens da aplicação de vedações infláveis em equipamentos de túnel de vento
1. **A alta estanqueidade garante a precisão do teste:** Os testes em túnel de vento têm requisitos extremamente altos para a estanqueidade do fluxo de ar; o vazamento levará a dados de teste distorcidos (como desvios nas medições do coeficiente aerodinâmico). Ao selecionar vedações de inflação de baixa liberação e alta estanqueidade (como borracha de fluorossilicone ou silicone de alta pureza), a taxa de vazamento pode ser controlada abaixo de 10⁻¹⁰ Pa·m³/s a uma pressão de inflação de 0,3-1,5 MPa, mantendo efetivamente o fluxo de ar estável dentro do túnel de vento e garantindo a precisão dos dados de teste.
2. **Resistência ambiental para condições extremas de túnel de vento**
- Adaptabilidade à temperatura: Quanto mais rápida a velocidade do fluxo de ar em um túnel de vento, mais drásticas serão as flutuações de temperatura (por exemplo, a fricção do fluxo de ar em um túnel de vento de alta velocidade pode causar aumentos localizados de temperatura acima de 100 ℃, enquanto os túneis de vento de baixa temperatura precisam suportar frio extremo abaixo de -50 ℃). As vedações infláveis feitas de borracha fluorossilicone e borracha perfluoro podem cobrir uma faixa de temperatura de -60°C a 250°C, mantendo a elasticidade e permanecendo não quebradiças e não amolecendo sob alternância de altas e baixas temperaturas.
- Resistência à fadiga: Partidas e paradas frequentes em testes em túnel de vento exigem vedações para resistir à inflação e à deflação de alta frequência e aos impactos do fluxo de ar. As vedações infláveis com camadas de reforço de fibra de aramida ou fibra de vidro integradas têm uma resistência ao rasgo ≥30kN/m e podem suportar mais de 5.000 ciclos de inflação e deflação sem degradação do desempenho, com uma vida útil muito superior à das vedações tradicionais.
3. **Fácil instalação e manutenção para maior eficiência de testes**
O equipamento do túnel de vento é volumoso. As vedações tradicionais (como vedações de gaxeta e vedações metálicas) exigem ferramentas especializadas e mão de obra significativa para instalação e desmontagem e são propensas a danificar a superfície de vedação. As vedações infláveis de borracha são instaladas usando um método tipo fenda ou fixado por parafuso, permitindo a substituição sem desmontar o equipamento principal. Após esvaziar, eles retraem na ranhura de vedação, não afetando o içamento e a depuração do modelo de teste. Isso pode reduzir o tempo de manutenção do equipamento em mais de 60%, melhorando a taxa de resposta dos testes em túnel de vento.
III. Recomendações de seleção para vedações infláveis para equipamentos de túnel de vento
1. **Seleção de materiais (núcleo com base na resistência das condições de trabalho)**
- Túnel de vento convencional/de baixa velocidade (pressão de ar ≤ 1MPa, temperatura -40℃~120℃): Priorize **selos infláveis de borracha EPDM**, que oferecem forte resistência às intempéries, boa resistência à fadiga, custo moderado e adequação para ambientes de fluxo de ar convencional;
- Túnel de vento de velocidade média-alta (pressão de ar 1-5MPa, temperatura -50 ℃ ~ 180 ℃, contendo leve névoa de óleo): Use **selos infláveis de borracha Folusilicone (FVMQ)**, que combinam resistência à temperatura, resistência ao óleo e alta estanqueidade, evitando o inchaço da vedação causado por vestígios de névoa de óleo no fluxo de ar;
- Túnel de ultra-alta velocidade/choque (pressão > 5MPa, temperatura -60℃~250℃, forte impacto do fluxo de ar): Utiliza **selos infláveis de borracha fluorada (FKM) ou borracha perfluoro (FFKM)**, resistentes a alta pressão, alta temperatura e corrosão, com uma camada interna de reforço de fibra de aramida multicamadas para evitar abaulamento e ruptura sob alta pressão;
- Túnel de vento a vácuo: Emprega **vedações infláveis de silicone de alta pureza e baixa liberação**, com uma taxa de liberação ≤ 1×10⁻⁶ Pa·m³/s sob condições de vácuo, evitando contaminação por matéria volátil do ambiente de teste ou impacto na precisão do sensor.
2. **Seleção estrutural (correspondente ao formato da superfície de vedação)**
- Porta da Seção de Teste (Vedação Planar): Selecione **vedações infláveis de seção transversal retangular**, que possuem uma grande área de contato após a expansão, proporcionando forte estabilidade de vedação e adaptabilidade a grandes vãos (3-10mm);
- Interface / Válvula do Tubo (Superfície de Vedação Circular): Selecione **Vedações infláveis de seção transversal tipo M**, com design de lábio de vedação duplo, oferecendo hermeticidade superior em comparação com seções transversais circulares e bloqueando efetivamente o fluxo de ar e condensado;
Seção do bico / difusor (superfície curva irregular): ** vedações infláveis de seção transversal irregular feitas sob medida **, combinadas com precisão ao contorno da superfície curva através do processo de moldagem para um ajuste completo.
Com base no resumo acima, as vedações infláveis de borracha, com suas principais vantagens de "alta estanqueidade, resistência a ambientes extremos e instalação conveniente", podem atender totalmente aos requisitos de vedação dos equipamentos de túnel de vento. Além disso, através de uma seleção precisa, eles podem ser adaptados a vários cenários de túneis de vento, de baixa velocidade a ultra-alta velocidade, e de convencionais a vácuo, tornando-os a melhor escolha para sistemas de vedação de equipamentos de túneis de vento.
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