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基于可压缩流体的热线探针校准风洞研制

马护生 刘会龙 秦天超 杜炜 时培杰 任思源

马护生, 刘会龙, 秦天超, 等. 基于可压缩流体的热线探针校准风洞研制[J]. 实验流体力学, 2017, 31(1): 93-99. doi: 10.11729/syltlx20160108
引用本文: 马护生, 刘会龙, 秦天超, 等. 基于可压缩流体的热线探针校准风洞研制[J]. 实验流体力学, 2017, 31(1): 93-99. doi: 10.11729/syltlx20160108
Ma Husheng, Liu Huilong, Qin Tianchao, et al. Development of hot-wire probe calibration wind tunnel based on compressible fluid[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2017, 31(1): 93-99. doi: 10.11729/syltlx20160108
Citation: Ma Husheng, Liu Huilong, Qin Tianchao, et al. Development of hot-wire probe calibration wind tunnel based on compressible fluid[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2017, 31(1): 93-99. doi: 10.11729/syltlx20160108

基于可压缩流体的热线探针校准风洞研制

doi: 10.11729/syltlx20160108
详细信息
    通讯作者:

    马护生(1968-),男,陕西西安人,高级工程师。研究方向:流动显示与测量技术。通信地址:四川省绵阳市二环路南段6号12201信箱(621000)。E-mail:husheng_ma@163.com

  • 中图分类号: V211.74

Development of hot-wire probe calibration wind tunnel based on compressible fluid

  • 摘要: 在可压缩流体中利用热线技术进行湍流度测量时,其输出不仅与脉动速度有关,也和流体温度、密度紧密相关。因此,需要建立与高速可压缩流体特征相似的校准装置,在使用前对热线探针进行准确校准。基于亚跨声速可压缩流体,对热线探针校准风洞的气动总体方案、关键结构设计、测控处系统研制等做了介绍和说明。风洞流场校测结果表明,模型区Ma最大偏差0.002,风洞速压可以降低至常规速压的50%以下,也可增至常规速压的1.7倍以上,温度和密度调节范围宽,流场均匀性好,满足热线探针校准需求。
  • 图  1  热线校准风洞气动轮廓图

    Figure  1.  Aerodynamic Scheme of hot-wire calibration wind tunnel

    图  2  收缩段和亚声速喷管流线图(Ma=0.8)

    Figure  2.  Streamlines pattern of contraction section and subsonic nozzle(Ma=0.8)

    图  3  亚声速喷管出口速度分布(Ma=0.8)

    Figure  3.  Velocity distribution of subsonic nozzle outlet (Ma=0.8)

    图  4  收缩段至亚扩段流场马赫数总体分布(Ma=0.8)

    Figure  4.  Flow Mach number population distribution from contraction section to sub segment(Ma=0.8)

    图  5  校准热线在试验段中的位置

    Figure  5.  Position of calibrated hot-wire in test section

    图  6  稳定段结构示意图

    Figure  6.  Scheme of settling chamber structure

    图  7  喷管段结构示意图

    Figure  7.  Scheme of nozzle section structure

    图  8  迎角机构示意图

    Figure  8.  Scheme of angle of attack mechanism

    图  9  超声速扩散段装置示意图

    Figure  9.  Scheme of supersonic diffuser device

    图  10  热线探针校准风洞测控处系统原理框图

    Figure  10.  Scheme of measurement,control and processing system of hot-wire calibration wind tunnel

    图  11  轴向探测管测压点分布

    Figure  11.  Pressure tap distribution of axial detection tube

    图  12  总温排管测温点分布示意图

    Figure  12.  Scheme of measuring temperature point distribution on the total temperature exhaust pipe

    图  13  无加热常规速压条件下流校结果

    Figure  13.  Flow calibration result under conventional dynamic pressure condition without heating

    图  14  风洞变速压能力曲线图

    Figure  14.  Curve graph of adjusting dynamical pressure in wind tunne

    表  1  典型马赫数下的温度测量结果

    Table  1.   The result of temperature measurement under topic Mach numbers conditions

    MaT0/℃中心流场T/℃ΔT/℃
    0.3023.7523.58-0.17
    0.3523.3023.19-0.11
    0.4023.0022.85-0.15
    0.4522.7722.53-0.24
    0.5022.4922.19-0.30
    0.5522.2821.99-0.29
    0.6022.1021.72-0.38
    0.6521.9321.55-0.38
    0.7021.7921.35-0.44
    0.7521.7121.22-0.49
    0.8021.6721.24-0.43
    0.8521.6321.11-0.52
    0.9021.5921.10-0.49
    0.9521.5221.25-0.27
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-08
  • 修回日期:  2016-09-18
  • 刊出日期:  2017-02-25

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    2021年8月13日