【正文】 0Ω 電阻 1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) c、試驗(yàn)過程 本試驗(yàn)采用皮托管和差壓變送器測(cè)定氣流的動(dòng)壓，在試驗(yàn)段測(cè)量截面的各個(gè)測(cè)點(diǎn)內(nèi)，分別測(cè)定頻率為 3， 5， 10， 15， 20， 25， 30， 35， 40， 45， 50Hz，共 11 個(gè)頻率的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)示意 圖如圖 2 所示。風(fēng)機(jī)采用 HL32A混流式風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速 960 轉(zhuǎn) /分鐘，功率 30 千瓦，風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)最大噪聲小于 90dB(A)。需要完成如下工作： ，包括轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)、壓力測(cè)量系統(tǒng)、流速測(cè)量系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等； 、穩(wěn)定性、方向性、紊流度、流場(chǎng)均勻性等參數(shù)的測(cè)量 來驗(yàn)證風(fēng)機(jī)工作頻率與實(shí)驗(yàn)段的空氣平均流速是否呈線性關(guān)系，以及新建成風(fēng)洞內(nèi)氣流的方向性、穩(wěn)定性和均勻性，新建成風(fēng)洞的紊流度范圍； ，評(píng)價(jià)該新建風(fēng)洞的流場(chǎng)品質(zhì) 。例如， 對(duì)于大型工廠、礦山群， 將其 做成模型，在風(fēng)洞中進(jìn)行防止污染和擴(kuò)散的試驗(yàn) 。 為滿足我國(guó) 21 世紀(jì)初軍用、民用飛機(jī)研制對(duì)低速風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中高 Re 數(shù)的需要，中國(guó)航空工業(yè)空氣動(dòng)力研究院計(jì)劃于 2021 年建成一座性能先進(jìn)的低速增壓風(fēng)洞。 各行各業(yè)的發(fā)展越來越需要空氣動(dòng)力學(xué)和風(fēng)洞試驗(yàn)的參與， 對(duì)此 已經(jīng)形成了新的學(xué)科： “ 工業(yè)空氣動(dòng)力學(xué) ” 和 “ 風(fēng)工程學(xué) ” [23]。 對(duì)小汽車模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)，合理修改形狀可使空氣阻力減小 75％ 。如本課題實(shí)驗(yàn)風(fēng)洞的串連式雙實(shí)驗(yàn)段相當(dāng)于增加了風(fēng)洞的速度范圍。英國(guó) RAE 于 1975年建成了一座低速壓力風(fēng)洞，試驗(yàn)段面積為 5 .05m m， 風(fēng)速為 0～ 133m/s（ M=0～ ） ， 風(fēng)洞最大增壓為 3 105Pa，風(fēng)扇電機(jī)功率為 11000kW，風(fēng)洞最高 Re 數(shù)可達(dá) 106。所謂壓力風(fēng)洞，是指工作壓力高于和低于環(huán)境大氣壓的風(fēng)洞 [22]。 在低速風(fēng)洞發(fā)展到高速風(fēng)洞、跨音速風(fēng)洞、超音速風(fēng)洞甚至高超音速風(fēng)洞的同時(shí)，低速風(fēng)洞本身也在不斷發(fā)展、完善和多樣化 [22]。其綜合性能、生產(chǎn)率和運(yùn)行成本均優(yōu)于美國(guó)的 NTF。該風(fēng)洞的實(shí)驗(yàn)段尺寸為 ，實(shí)驗(yàn)段風(fēng)速為 0～ 125m/s（ M=0～ ），風(fēng)洞最大增壓為4 105Pa，風(fēng)扇電機(jī)功率為 9500kW，風(fēng)洞最高 Re 數(shù)高達(dá) 106。最近幾十年，跨音速風(fēng)洞正在朝增大實(shí)驗(yàn)雷諾數(shù)的方向發(fā)展。上世紀(jì) 五十年代是大型超音速風(fēng)洞的大發(fā)展時(shí)期。例如，如何提高螺旋槳的效率；在較 高雷諾數(shù)下翼剖面及其他模型特性；如何減小飛機(jī)的廢阻力等等。 1917 年，普朗特將洞身管道變成截面型式，接近現(xiàn)代單回路風(fēng)洞的形狀。此風(fēng)洞流動(dòng)特性的研究對(duì)小型實(shí)用風(fēng)洞的推廣應(yīng)用具有實(shí)際意義。為此，在進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)之前，需要測(cè)量空風(fēng)洞（無(wú)模型）實(shí)驗(yàn) 段中氣流參數(shù)的空間分布。同時(shí)精確的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也是建立復(fù)雜流場(chǎng)的流動(dòng)模型、驗(yàn)證計(jì)算方法的依據(jù) ,東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文 2 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精確與否直接關(guān)系到設(shè)計(jì)方案的取舍。 1965年英國(guó)渡橋電廠冷卻塔的倒塔事件，充分說明了風(fēng)洞試驗(yàn)的重要性。在各類風(fēng)洞中，低速風(fēng)洞的歷史最悠久，種類和數(shù)量最多，發(fā)展也最為完善 [2,3]。 馬赫數(shù)大于或等于 的風(fēng)洞稱為高超音速風(fēng)洞。 風(fēng)洞按照實(shí)驗(yàn)段的速度范圍，大體上可以分為六種類型： 當(dāng)馬赫數(shù)小于 的風(fēng)洞稱為低速風(fēng)洞 。 uniformity of flow。此風(fēng)洞流動(dòng)特性的研究對(duì)小型實(shí)用風(fēng)洞的推廣應(yīng)用具有實(shí)際意義 。以進(jìn)行各種類型的空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。 風(fēng)洞是一種專門設(shè)計(jì)的空氣實(shí)驗(yàn)裝置 ,它用動(dòng)力裝置在其試驗(yàn)段內(nèi)的造成可調(diào)節(jié)速度的氣體流動(dòng)。 為今后的空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。 實(shí)驗(yàn)研究東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文 II Title low speed blow down wind tunnel tests on the aerodynamic characteristics Abstract In this thesis, it is mainly about the newlybuilt low speed blow down wind tunnel in our college. The center government and the local government raised money for this project. In the process of researching and studying aerodynamic features through experiments, wind speed, flow field uniformity and other aspects can be checked that whether they meet the standard or not.. Wind tunnel is a kind of special device air experiments, and it makes gas with controllable speed with the power device inside. In this way, laboratory study on aerodynamics can be done. According to the theories of flow relativity principle and flow simulation principle, a model needs to be fixed in the experimental section. This thesis tries to bine theory with practice on study of low speed blow down wind tunnel. In the experimental section, measuring parameters, such as airflow speed, stability, directivity, distortion and flow field uniformity, is to check that whether the liner relationship is sketched between fan working frequency and average air velocity in the experimental sector. Besides that, flow directivity, stability and uniformity in the newlybuilt wind tunnel and the scope of distortion are also checked. In the end, the flow field quality of this newlybuilt wind tunnel is evaluated by the evaluation of the data and parameters in this experiment. Keywords: low speed blow down wind tunnel。根據(jù)流動(dòng)相對(duì)性和相似性原理，將實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ凸潭ㄔ趯?shí)驗(yàn)段內(nèi)，當(dāng)氣體以一定的速度流過模型時(shí)，測(cè)量記錄流場(chǎng)的參數(shù)和模型的氣動(dòng)力響應(yīng)，即可推算到與模型相對(duì)應(yīng)的原型物在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)收到的氣動(dòng)力 [1]。 馬赫數(shù)在 ～ 范圍內(nèi)的風(fēng)洞稱為超音速風(fēng)洞 。低速風(fēng)洞由于流速比較低，其中的氣流基本上可以看成是不可壓縮的。沒有風(fēng)洞試驗(yàn)，摩天大樓、大型體育場(chǎng)館、高速列車和火電廠的建設(shè)是不可想象的 [4]。為進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)方案 ,改善被測(cè)物體的空氣動(dòng)力學(xué)特性提供可靠的依據(jù)。為了減小和消除系統(tǒng)誤差，須使流場(chǎng)品質(zhì)滿足規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)驗(yàn)室于2021 年新建成直流式低速風(fēng)洞試驗(yàn)裝置，需要對(duì)該風(fēng)洞整體運(yùn)行情況和實(shí)驗(yàn)段內(nèi)的流場(chǎng)特性進(jìn)行了解，對(duì)風(fēng)洞整體的總體性能作出評(píng)價(jià)，為今后的空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。 1907 年普朗特建造的風(fēng)洞具有等截面的洞身管道，能量消耗很大。因而提出了一系列空氣動(dòng)力問題。除低速風(fēng)洞外， 為了試驗(yàn)炮彈的氣動(dòng)力作用和研究 超聲速流動(dòng)，瑞士 人 阿克雷特于 1932 年建成了世界上第一座超 音 速風(fēng)洞，試驗(yàn)段面積為 m m，馬赫數(shù)（風(fēng)速與聲速之比）為2?？缫羲亠L(fēng)洞的出現(xiàn)是在超音速風(fēng)洞之后， 1947 年，美國(guó) NACA 蘭利研究中心采用實(shí)驗(yàn)段 洞壁開槽的方法，研制成功世界上第一座跨音速風(fēng)洞 [1317]。 1977年建成的法國(guó) F1 亞聲速風(fēng)洞是國(guó)際上高 Re 數(shù)主力 風(fēng)洞之一，主要用于民用飛機(jī)的半模和全模實(shí)驗(yàn)、戰(zhàn)斗機(jī)的性能研究、氣動(dòng)彈性實(shí)驗(yàn)等。由法國(guó)、荷蘭、英國(guó)、德國(guó)投資合資的歐洲跨聲速風(fēng)洞 ETW 是一座與美國(guó) NTF類似的低溫風(fēng)洞（實(shí)驗(yàn)段尺寸 ， M 數(shù) ～ ），于 1993 年建成并投入使用。第二座風(fēng)洞按 2:5 比例建造，噴口截面 ， 3/4 噴射流開度，只是用于空氣動(dòng)力學(xué)的研究 [19]。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文 4 （ 2）采用壓力風(fēng)洞的方案。控制壓力和速度的變化，可以獨(dú)立改變 M 數(shù)和 Re 數(shù)。從零至最高風(fēng)速可以連續(xù)調(diào)節(jié)。 例如，當(dāng)汽車速度達(dá)到 180 km/h 時(shí)，空氣阻力可占總阻力的 1/3。 這方面已有深刻教訓(xùn)， 1940 年美國(guó)的一座大型鋼索吊橋 ——塔科馬 （ Taa）大橋，由于并不 是 很大的風(fēng)載荷，導(dǎo)致橋體發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)和共振，從而斷塌，引起建筑學(xué)界強(qiáng)烈震驚 。 1999 年又建成具有世界規(guī)模的跨聲速風(fēng)洞，試驗(yàn)段口徑為 m，馬赫數(shù)為 ～ 。為適應(yīng)工業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展需要， 在非航天航空領(lǐng)域，我國(guó)風(fēng)洞技術(shù)也迅速的發(fā)展起來。 本課題擬采用實(shí)驗(yàn)和理論研究分析兩者相結(jié)合的方法進(jìn)行直流式低速風(fēng)洞流動(dòng)特性的研究。本風(fēng)洞采用變頻裝置來調(diào)節(jié)風(fēng)速，其最大速度可達(dá) 30m/s（以第二實(shí)驗(yàn)段為 標(biāo)準(zhǔn)）。風(fēng)洞效果圖如圖 21所示 ： 1. 蜂窩器 7. 擴(kuò)壓段 8. 風(fēng)機(jī) 圖 21 風(fēng)洞效果圖 該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集通過皮托管，通過 R 法交變器傳入計(jì)算機(jī)內(nèi)，通過數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。具體分布見圖 24。 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5