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常规高超声速风洞的节能方案研究

王铁进 施岳定 邓志强 黄炳修

王铁进, 施岳定, 邓志强, 等. 常规高超声速风洞的节能方案研究[J]. 实验流体力学, 2016, 30(6): 71-75, 104. doi: 10.11729/syltlx20150133
引用本文: 王铁进, 施岳定, 邓志强, 等. 常规高超声速风洞的节能方案研究[J]. 实验流体力学, 2016, 30(6): 71-75, 104. doi: 10.11729/syltlx20150133
Wang Tiejin, Shi Yueding, Deng Zhiqiang, et al. Preliminary study on energy-saving layout for conventional hypersonic wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2016, 30(6): 71-75, 104. doi: 10.11729/syltlx20150133
Citation: Wang Tiejin, Shi Yueding, Deng Zhiqiang, et al. Preliminary study on energy-saving layout for conventional hypersonic wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2016, 30(6): 71-75, 104. doi: 10.11729/syltlx20150133

常规高超声速风洞的节能方案研究

doi: 10.11729/syltlx20150133
详细信息
    作者简介:

    王铁进(1970-), 男, 河北故城人, 博士, 研究员。研究方向:实验空气动力学, 风洞设备总体和部件技术, 空气动力学应用技术。通信地址:北京7201信箱57分箱(100074)。E-mail:tiej701@163.com

    通讯作者:

    黄炳修, E-mail:hbxiu@163.com

  • 中图分类号: V211.74

Preliminary study on energy-saving layout for conventional hypersonic wind tunnel

  • 摘要: 为了适应高超声速飞行器发展的要求,常规高超声速风洞的建设规模向2m量级发展。但是,随着风洞尺寸的增加,风洞运行所耗费的能源剧增。如何在满足高超声速飞行器试验对风洞尺寸要求的条件下,节省风洞运行时的能量消耗,已成为常规高超声速风洞设计技术发展必须考虑的重要问题。针对这个问题,从常规高超声速风洞气动布局的角度进行了初步探索。首先总结了现有常规高超声速风洞的气动布局;在此基础上,对常规高超声速风洞的能量运行特点,以及不同布局中工作气体余热的处理情况进行了分析;然后结合常规高超声速风洞的运行特点,分析了风洞中可能采用的余热利用技术;最后,提出了一种基于余热利用的常规高超声速风洞布局方案,并对该方案中的关键问题进行了讨论。文中对于该方案的节能情况进行了分析,结果显示,该方案相对于已有的气动布局具有明显的节能效果。
  • 图  1  引射-暂冲式常规高超声速风洞气动布局

    Figure  1.  Injector type intermittent aerodynamic layout of conventional hypersonic wind tunnel

    图  2  真空-暂冲式常规高超声速风洞气动布局

    Figure  2.  Vacuum type intermittent aerodynamic layout of conventional hypersonic wind tunnel

    图  3  引射 & 真空-暂冲式常规高超声速风洞气动布局

    Figure  3.  Injector & vacuum type intermittent aerodynamic layout of conventional hypersonic wind tunnel

    图  4  连续式常规高超声速风洞气动布局

    Figure  4.  Continuous aerodynamic layout of conventional hypersonic wind tunnel

    图  5  暂冲-连续混合式常规高超声速风洞气动布局

    Figure  5.  Intermittent & continuous aerodynamic layout of conventional hypersonic wind tunnel

    图  6  常规高超声速风洞运行中能量的变化过程

    Figure  6.  Energy change during operation of hypersonic wind tunnel

    图  7  大尺度常规高超声速风洞的节能气动布局

    Figure  7.  Large scale energy-saving aerodynamic layout of conventional hypersonic wind tunnel

    图  8  用热管传热的换热器的原理

    Figure  8.  Principle of heat exchanger using heat pipe

    表  1  3种典型布局的热能损失位置及量级

    Table  1.   Location and magnitude of thermal losses in three typical layouts

    沿程
    损失
    排空
    损失
    冷却
    损失
    附加
    损失
    暂冲-引射式20%80%00
    暂冲-真空式20%080%5%
    连续式20%080%5%
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  • [1] Aeronautical and Space Engineering Board, National Research Council. Review of aeronautical wind tunnel facilities[R]. NASA-CR-183057, 1988.
    [2] Marion L, Laster, Dennis M B. A national study for hypersonic facility development[R]. AIAA-94-2473, 1994.
    [3] 战培国. 2025年美国的风洞试验展望[J].实验流体力学, 2010, 24(4):95-96. http://www.syltlx.com/CN/abstract/abstract9849.shtml

    Zhan P G. Prospect of wind tunnel testing of America in 2025[J]. Journal of Experimental in Fluid Mechanics, 2010, 24(4):95-96. http://www.syltlx.com/CN/abstract/abstract9849.shtml
    [4] Tirres, Carlos. The future of hypersonic wind tunnels[R]. AIAA-99-0819, 1999.
    [5] Aeronautical and Space Engineering Board. National Research Council. Future aerospace ground test facility requirements[R]. 1992.
    [6] Strike W. Calibration and performance of the AEDC/VKF tunnel C Mach number 4 aerothermal wind tunnel[R]. AD-A116279, 1982.
    [7] Strike W, Coulter S, Mills M. A 1991 calibration of the AEDC hypersonic wind tunnels (nozzle Mach numbers 6, 8, 10)[R]. AIAA-92-5092, 1992.
    [8] Haas J, Chamberlin R, Dicus J. New hypersonic facility capability at NASA-Lewis research center[R]. AIAA-89-2534, 1989.
    [9] 范洁川, 樊玉辰, 姚民棐, 等.世界风洞[M].北京:航空工业出版社, 1992.

    Fan J C, Fan Y Z, Yao M F, et al. World wind tunnels[M]. Beijing:Aeronautical Industry Publishing House, 1992.
    [10] Katarina D, Jenele G, Sarah K, et al. Aeronautical wind tunnels europe and Asia[R]. Washington D C:The Library of Congress, 2006.
    [11] 赵钦新, 王宇峰, 王学斌, 等.我国余热利用现状与技术进展[J].工业锅炉, 2009, 05:8-15. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GYGL200905002.htm

    Zhao Q X, Wang Y F, Wang X B, et al. Technical advances and status of China's waste heat utilization[J]. Journal of Industrial Boilers, 2009, 05:8-15. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GYGL200905002.htm
    [12] 秦叔经, 叶文邦.换热器[M].北京:化学工业出版社, 2003.

    Qin S J, Ye W B. Heat exchanger[M]. Beijing:Chemical Industry Publishing House, 2003.
    [13] Zhang H, Zhuang J. Research, development and industrial application of heat pipe technology[J]. Journal of Nanjing Normal University (Engineering and Technology), 2002, 02:1-13. http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-NJSE200202000.htm
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-04
  • 修回日期:  2016-09-25
  • 刊出日期:  2016-12-25

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    2021年8月13日