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气流压力的测量 总压探针 (1). 什么叫总压 ? (2). 总压的测量方法 (3). 总压测量的关键 (4). 要求:总压管对气 流方向越不敏感越好 (a). 孔口无毛刺,壁面 光滑; (b). 要对准气流方向.

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1 气流压力的测量 总压探针 (1). 什么叫总压 ? (2). 总压的测量方法 (3). 总压测量的关键 (4). 要求:总压管对气 流方向越不敏感越好 (a). 孔口无毛刺,壁面 光滑; (b). 要对准气流方向

2 几种典型的总压管构造对于气流方向 的不敏感性情况

3 (5). 总压管的不敏感性与气流速度的关系

4 (6). 风洞校准:孔口倒角不带套总压管的校准曲线

5 气流压力的测量 几种常见单点总压管的基本结构形式 d  0.5mm; l/d  3;  取 60º 或 90º; 不敏感角  为 ±10º~ ±15º (1) L 型总压管

6 气流压力的测量 几种常见单点总压管的基本结构形式 (D 1 2 -d 2 )/D 2 2  20%;  取 60º 或 90º; c 取 0~0.5mm; a/D 取 1~2; D 2 /D 取 0.5~1 ;不敏感角  为 ±30º~ ±45º (2) 带套型总压管

7 气流压力的测量 几种常见单点总压管的基本结构形式 h>2D ; c 尽可能保持 c=R; 不敏感角  为 ±15º~ ±25º (3) 球窝型总压管

8 气流压力的测量 几种常见多点总压管的基本结构形式 (1) 梳状总压管

9 气流压力的测量 几种常见多点总压管的基本结构形式 (2) 耙状总压管

10 气流压力的测量 总压探针设计时应考虑的因素 (1) 选取合适的结构型 式; (2) 感受管的伸出长度; (3) 感受管之间的间距; (4) 利用发动机零件直 接构成梳状总压管。

11 气流压力的测量 (3) 附面层总压管 (1) 目的: (2) 有效中心与几何中心 的关系: 上式适用于速度梯度相对值

12 气流压力的测量 (3) 附面层总压管 附面层总压管的形式 附面层总压管可以用来测附面层厚度 几何尺寸要求: h=0.07 ~ 0.1mm H=0.12 ~ 0.18mm 测头距支杆最好 超过 20 ~ 30mm 问题:感头截面为何做成鸭嘴形?

13 气流压力的测量 静压测量 壁面静压孔 (1) 优点 : 简单、方便,对气流干扰较小,设计合 理的情况下,距有较高的精度。

14 静压测量 壁面静压孔 (2) 设计时应注意的问题 (a) 开孔直径与气流 Ma 数的影响 一般取 D=0.5~1.0mm

15 静压测量 壁面静压孔 (2) 设计时应注意的问题 (b) 孔轴方向及小孔形状的影响 孔口应光滑无毛刺,保持尖锐边,其轴线应与壁面垂直 (c) 开孔深度的影响:一般取 h/D  3 (d) 开孔位置:内壁局部光滑的直线段的壁面上 (e) 压力接嘴与试验器壁的连接方法:最好螺纹连接

16 静压测量 静压管 使用条件:当必须测量气流中某一点的静压,或是需要测 量流路中某截面的静压分布时才使用静压管。

17 静压测量 静压管 影响测量精度的因素 (1) 头部和后面支杆对流过静压孔气流的影响。

18 静压测量 静压管 影响测量精度的因素 (2) 其它影响 (a) 雷诺数 R e =500~3 × 10 5 时,无影响; (b) 气流偏角影响管壁上的压力分布 对策:多开孔并在开孔截面上均匀分布,一般 至少 2 个; (c) 对 Ma  0.7 的高压音速流场,采用锥形头部; (d) 为了减小静压管的轴向尺寸,支杆设计成扁形 开孔尺寸:一般取 0.3~0.4mm 为了获得静压场,也采用梳状和耙状静压管

19 静压测量 静压管 风洞校准 速度特性 角度特性

20 校准风洞

21 特点:提供均匀、稳定的流场,在自由射流核心 区,气流的总压、静压和方向都是已知的 要求:在喷管出口配备至少 5 个自由度的坐标架, 使被校的各型探针可作 X 、 Y 、 Z 三向移动,并可绕 两轴转动,即改变  、  角。 作用:校准各种压力探针。

22 气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题 强度问题 (1) 确定安全系数 作用在物体上的气动阻力 M 为: 式中: C x 为阻力系数,对于圆柱形 C x =1.2 ,对于 矩形 C x =1.3 ; F 为探针的迎风面积 如果探针是单支点悬壁梁安装方式,则 W 为抗弯剖面系数,对于空心圆管

23 如探针是双支点安装,则 探针的安全系数为: 气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题 强度问题

24 (2) 确定最大挠度 单支点最大挠度为: J 为轴惯性距,对于空心圆管: 双支点最大挠度为: 气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题 强度问题

25 气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题 自振频率 确定自振频率: 测压受感部加工好后,一般要在振动台上试 验,实测其自振频率。

26 气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题 堵塞的影响 (1) 造成节流,改变发动机和部件性能; (2) 改变探针绕流,从而改变探针的特性,使其 与校准时不同,造成测量误差。 堵塞比:探针迎风面积与通道面积之比。 问题:如何减少堵塞比?

27 气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题 临壁效应问题 探针的定位 当探针靠近壁面时,壁的存在改变了探针的绕 流从而改变了探针的特性,使它与校准时的特 性不同,带来测量误差。 平面定位法和销钉定位法


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