留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

高超声速低密度风洞带中心锥型扩压器性能研究

毕林 李振乾 唐志共 袁先旭 陈浩

毕林, 李振乾, 唐志共, 等. 高超声速低密度风洞带中心锥型扩压器性能研究[J]. 实验流体力学, 2019, 33(6): 28-33. doi: 10.11729/syltlx20190063
引用本文: 毕林, 李振乾, 唐志共, 等. 高超声速低密度风洞带中心锥型扩压器性能研究[J]. 实验流体力学, 2019, 33(6): 28-33. doi: 10.11729/syltlx20190063
Bi Lin, Li Zhenqian, Tang Zhigong, et al. Study on the efficiency of a new central-type diffuser for hypersonic low density wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2019, 33(6): 28-33. doi: 10.11729/syltlx20190063
Citation: Bi Lin, Li Zhenqian, Tang Zhigong, et al. Study on the efficiency of a new central-type diffuser for hypersonic low density wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2019, 33(6): 28-33. doi: 10.11729/syltlx20190063

高超声速低密度风洞带中心锥型扩压器性能研究

doi: 10.11729/syltlx20190063
基金项目: 

国家自然科学基金 11372341

国家自然科学基金 91216203

详细信息
    作者简介:

    毕林(1981-), 男, 江西上高人, 副研究员。研究方向:稀薄气体动力学。通信地址:四川省绵阳市二环路南段6号11信箱。E-mail:bzbaby1010@163.com

    通讯作者:

    毕林, E-mail:bzbaby1010@163.com

  • 中图分类号: V211.754

Study on the efficiency of a new central-type diffuser for hypersonic low density wind tunnel

  • 摘要: 扩压器是超/高超声速风洞的关键部件之一,直接影响风洞运行的费效比。然而,对于高超声速低密度风洞而言,试验运行参数范围大、试验气体密度又相对较低,常规的"收缩段-等直段-扩张段"的扩压器结构扩压作用不明显。提出一种带中心锥型扩压器新结构,并在Φ300 mm高超声速低密度风洞中进行扩压性能试验。研究了M16喷管小流量稀薄状态和M8喷管大流量近连续流状态下带中心锥型扩压器的扩压性能,同时,分析了试验段模型对扩压器扩压能力的影响。结果表明带中心锥结构的扩压器适用的风洞运行参数范围更广、扩压性能更优,能有效提高设备试验能力,可为高超声速风洞扩压器设计提供参考。
  • 图  1  低密度风洞扩压器前后静压典型变化图

    Figure  1.  Typical variation of static pressure before and after diffuser in low density wind tunnel

    图  2  低密度风洞常规扩压器内典型压力分布云图

    Figure  2.  Typical static pressure distribution of conventional diffuser in low density wind tunnel

    图  3  常规扩压器入口/出口径向压力和马赫数分布

    Figure  3.  Radial pressure and Mach number distribution at inlet and outlet of conventional diffuser

    图  4  低密度风洞带中心锥型扩压器内典型压力分布云图

    Figure  4.  Typical static pressure distribution of central-type diffuser in low density wind tunnel

    图  5  带中心锥型扩压器入口/出口径向压力和马赫数分布

    Figure  5.  Radial pressure and Mach number distribution at inlet and outlet of central-type diffuser

    图  6  Φ300 mm高超声速低密度风洞

    Figure  6.  Φ300 mm hypersonic low-density wind tunnel

    图  7  带中心锥型扩压器套筒结构示意图

    Figure  7.  Sleeve structure of central diffuser

    图  8  中心锥安装在原扩压器中的位置示意图

    Figure  8.  Position of center cone installed in diffuser

    图  9  试验测量点分布示意图

    Figure  9.  Distribution of test measurement points

    图  10  车次5和车次7冷却器前总压与静压对比

    Figure  10.  Comparison of total pressure and static pressure at pre-cooler of test 5 and 7

    图  11  车次5冷却器前、扩压器前后及试验段静压变化

    Figure  11.  Variation of static pressure at pre-cooler, back-diffuser, pre-diffuser and test section of test 5

    图  12  无中心锥冷却器前、扩压器前后及试验段静压变化

    Figure  12.  Variation of static pressure at pre-cooler, back-diffuser, pre-diffuser and test section without center cone

    图  13  车次5冷却器前后中心线上马赫数变化情况

    Figure  13.  Variation of Mach number at center of pre- and back-cooler of test 5

    图  14  车次26和车次27扩压器前后静压变化对比(没有模型时中心锥的影响)

    Figure  14.  Comparison of static pressure at pre- and back-diffuser of test 26 and 27(effect of center cone without test model)

    图  15  车次24和车次30扩压器前后静压变化对比(有模型时中心锥的影响)

    Figure  15.  Comparison of static pressure at pre- and back-diffuer of test 24 and 30(effect of center cone with test model)

    表  1  M16喷管相同试验参数不同试验条件下稳定运行时间

    Table  1.   Stable operation time of wind tunnel with the same test parameters but different test conditions at Mach number 16

    车次号 试验条件 总温/K 总压/MPa 启动前真空压力/Pa t1s /s t2s /s
    1 无模型无中心锥 936 1.15 49.5 232 179
    2 无模型无中心锥 939 1.16 78.0 193 172
    3 有模型无中心锥 931 1.17 41.6 243 177
    4 有模型无中心锥 930 1.16 64.0 212 208
    5 无模型有中心锥 935 1.19 56.4 225 260
    6 无模型有中心锥 925 1.16 30.0 257 283
    7 有模型有中心锥 920 1.17 41.6 241 275
    8 有模型有中心锥 915 1.18 22.2 265 341
    下载: 导出CSV

    表  2  M8喷管不同试验条件下典型车次试验状态

    Table  2.   Typical test states at Mach number 8

    车次号 试验条件 总温/K 总压/MPa 启动前真空压力/Pa
    24 有模型, 有中心锥 498 1.63 671
    26 无模型, 有中心锥 482 1.69 670
    27 无模型, 无中心锥 489 1.65 389
    30 有模型, 无中心锥 485 1.52 726
    下载: 导出CSV
  • [1] Matsuo K, Miyazato Y, Kim H. Shock train and pseudo-shock phenomena in internal gas flows[J]. Progress in Aerospace Sciences, 1999, 35(1): 33-100. doi: 10.1016/S0376-0421(98)00011-6
    [2] 童华, 孙启志, 张绍武.高超声速风洞扩压器试验研究与分析[J].实验流体力学, 2014, 28(3): 78-81, 103. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ltlxsyycl201403011

    Tong H, Sun Q Z, Zhang S W. Investigation and analyse on the diffuser of hypersonic wind tunnel[J]. Jounal of Experiments in Fluid Mechanics, 2014, 28(3): 78-81, 103. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ltlxsyycl201403011
    [3] 博普A, 戈因K L.高速风洞试验[M].邓振瀛, 译.北京: 科学出版社, 1980.
    [4] Neumann E P, Lustwerk F. Supersonic diffusers for wind tunnls[J]. J Appl Mech, 1949, 16(2): 195-202.
    [5] Neumann E P, Lustwerk F. High efficiency supersonic diffusers[J]. J Aeronaut Sci, 1951, 18(6): 369-374. doi: 10.2514/8.1975
    [6] 李桦, 范晓樯, 丁猛.超声速扩压器中激波串结构的数值模拟[J].国防科技大学学报, 2002, 24: 18-21. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gfkjdxxb200201005

    Li H, Fan X Q, Ding M. Numerical simulation of the shock train structure in the supersonic diffuser[J]. Journal of National University of Defense Technology, 2002, 24: 18-21. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gfkjdxxb200201005
  • 加载中
图(15) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  167
  • HTML全文浏览量:  115
  • PDF下载量:  16
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-13
  • 修回日期:  2019-09-03
  • 刊出日期:  2019-12-25

目录

    /

    返回文章
    返回

    重要公告

    www.syltlx.com是《实验流体力学》期刊唯一官方网站,其他皆为仿冒。请注意识别。

    《实验流体力学》期刊不收取任何费用。如有组织或个人以我刊名义向作者、读者收取费用,皆为假冒。

    相关真实信息均印刷于《实验流体力学》纸刊。如有任何疑问,请先行致电编辑部咨询并确认,以避免损失。编辑部电话0816-2463376,2463374,2463373。

    请广大读者、作者相互转告,广为宣传!

    感谢大家对《实验流体力学》的支持与厚爱,欢迎继续关注我刊!


    《实验流体力学》编辑部

    2021年8月13日