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q1----------------进口截面动压值

?平均------------摩擦损失系数;

?--------------扩散段全扩散角。 其中:

2?平均??A1???1????q1????8tan??A2???2 为摩擦损失。

2

?A1??q1?0.6tan?1???2??A2????????? 为扩压损失。

由微分式3-18可求得相应于最少损失时的最佳扩散角?:

tan?2如果令

??平均4.8 3-19

?平均≤0.01,则由式3-19可得最佳扩散段的扩散角?≤5°,当代先进常规低速风洞

扩散段,尤其是第一扩散段的扩散角大多设计为?≤5°的主要原因。

设计扩散段时,首先的任务是保证气流在通过扩散段时不产生分离,否则不仅对扩散段性能本身,而且对位于扩散段下游的各段性能均会造成不良的影响。以上扩散角的限制,仅适用于来流是均匀时的情况,而实际上来流往往是不均匀的,所以扩散段的扩散角必须严格控制在?≤5°,尤其是第一扩散段的扩散角。

常规扩散段的面积比:

扩散段的面积比确定了扩散的压力恢复和压力梯度。国外研究和经验表明,在扩散段的扩散角?≤5°时,当扩散段面积比过大时同样有产生分离的危险。

常规低速回流式风洞,扩散段面积比应限制在2左右,由于常规低速回流式风洞的第一和第二扩散段的扩散面积比均设计为2左右,当风洞需要采用较大的收缩比时,当代先进的常规低速风洞通常在稳定段前(第四拐角后)设计一个大角度扩散角来实现。国外研究认为,当大角度扩散段的面积比小于4和当量扩散角小于45°时,只要在大角度扩散段内布置有足够的整流网,就可以达到令人满意的结果。

大角度扩散段:

M与扩散段的“扩散”损失,可以用冲击完全系数?来表示。该系数为扩散段的扩散损失?P截面突然扩大时(即全扩散角?=180°)的理论冲击损失之比,即:

???PM122v1?v22 3-20

??在扩散段全扩散角?=40°~50°范围内,冲击完全系数?小于1;当?=50°~90°,?大于1;而当?=90°~180°时,?从大于1降到接近1。

拐角和拐角导流片:

拐角:

在回流式风洞中,气流通常要通过4个90°的拐角。为保证气流能很好的转弯,当代先进的常规低速风洞的拐角都是等截面的。 在弯管中,由于气流的转弯,出现了从曲率中心向管外壁的离心力。这就使得气流在转弯时,外壁的压力增高而内壁的压力降低。所以在外壁处的气流的流速将减小,而在内壁处其流速将相应增大,因此在外壁附近出现扩散效应,而在靠近内壁处则出现收缩效应。气流在转弯后,又有相反的现象产生,即在内壁附近产生扩散效应,在外壁附件产生收缩效应。扩散效应导致气流脱离内外壁。因此气流在经过拐角时很容易产生分离以及出现对流,为了防止气流分离,改善气流的流动和减少损失,在拐角处必须设计精心设计的拐角导流片。 数量分布在78页。

设计拐角导流片时,应该考虑以下因素: 1)导流片对来流的适应性较强。 2)导流片能较好的处理气流转弯。 3)导流片损失较少。 导流片型面在80页。

防护网:

防护网主要是用来捕捉在风洞运转中脱落的模型、模型部件及遗漏在风洞内的工具等,以此来保护风扇。对回流式风洞而言,防护网通常安置在第一拐角前;防护网通常是一层较大网格尺寸的高强度金属网。

风扇段:

风扇段的位置:多在第二拐角之后,理由主要是:因为气流在达到风扇段前就已经经过了相当长的一段等截面流动,所以进入风扇时的气流已是相当均匀的。而且在这一位置的气流速

度也是比较高的,风扇段处在较高的气流速度下,一方面,风扇的效率相对较高,另一方面,在这样的流速下,相对于试验段截面来讲,风扇段的直径也不会过大,因此可以降低风扇段的造价。这也是风扇段不宜放在风洞回流道中的大截面的位置或放在稳定段中的主要原因。另外,如果风扇段放在第一拐角前甚至是第一扩散段内,不但此处的流动均匀性较差,而且也是很不安全的,因为风洞运行中脱落的模型或模型部件及遗漏在风洞的工具将损坏风扇。 风扇段截面积:

风扇段截面积与试验段截面积之比,通常是在2:1或3:1之间。如果这个比值还大,那么,风扇前的速度剖面分布可能产生不均的危险,而且 风扇系统的特征振动和减振措施; 风扇的降噪和降噪措施;