低速風(fēng)洞設(shè)計(jì)說明書

流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程設(shè)計(jì)學(xué)院：航空宇航學(xué)院學(xué)生姓名：楊馨學(xué)號(hào)：011210833二〇一六年十二月eq\o\ac(○,4)紗網(wǎng)紗網(wǎng)的作用是降低氣流紊流度。考慮常用情況，網(wǎng)的層數(shù)取2，網(wǎng)的粗細(xì)取28目/寸。4、擴(kuò)壓段設(shè)計(jì)擴(kuò)壓段，也稱擴(kuò)散段，作用是把氣流的動(dòng)能變成壓力能。取擴(kuò)壓段長(zhǎng)度為22.9米。5、拐角及導(dǎo)流片設(shè)計(jì)氣流經(jīng)過拐角時(shí)很容易發(fā)生分離，出現(xiàn)很多旋窩，使流動(dòng)不均勻或發(fā)生脈動(dòng)。因而在拐角處設(shè)置拐角導(dǎo)流片，防止分離和改善流動(dòng)。eq\o\ac(○,1)拐角圓角設(shè)計(jì)對(duì)于圓截面的管道，通常當(dāng)轉(zhuǎn)彎半徑R與管道直徑D之比在2以上時(shí)，損失才比較小并趨于穩(wěn)定。但是，由于風(fēng)洞管道的直徑很大，尤其在第三、第四拐角處，要求轉(zhuǎn)彎半徑大于風(fēng)洞直徑2倍是非常困難的。eq\o\ac(○,2)導(dǎo)流片設(shè)計(jì)拐角處每排導(dǎo)流片數(shù)量一般為10~20個(gè)，為使導(dǎo)流效果明顯，并考慮不同拐角處氣流速度的差異，在第一、第二拐角處每排布置12個(gè)導(dǎo)流片；第三、四拐角處每排布置24個(gè)導(dǎo)流片。導(dǎo)流片的弦長(zhǎng)為C，間距為D。參考《低速風(fēng)洞設(shè)計(jì)》表2-2各種導(dǎo)流片的性能，采用最佳間距比0.4，其損失系數(shù)為0.11，并采用翼剖面型。雖然翼剖面型加工困難，但強(qiáng)度好，大中型風(fēng)洞拐角導(dǎo)流片一般都采用翼剖面型。6、回流段設(shè)計(jì)回流段在風(fēng)洞管道中，位于風(fēng)扇系統(tǒng)后至第三拐角，仍采用擴(kuò)張管道：一方面繼續(xù)把動(dòng)能轉(zhuǎn)變成壓力能，減少氣流損失；另一方面是為了增加管道面積，以得到較大收縮比?？汕蟮没亓鞫伍L(zhǎng)度為：（6.32-4）/tan(4.5°)=29.5米。7、風(fēng)扇段長(zhǎng)度確定22.9+8+8+6+0.1-29.5-1=14.5米8、風(fēng)洞整體尺寸確定風(fēng)洞橫向總體尺寸確定第四拐角至第一拐角之間包括穩(wěn)定段、收縮段、實(shí)驗(yàn)段、擴(kuò)壓段，長(zhǎng)度為：12.64+2+6+8+8+22.9+0.1+6+1=66.64米第二拐角至第三拐角之間包括風(fēng)扇段、回流段，長(zhǎng)度為：12.64+2+29.5+14.5+8+1=67.64米風(fēng)洞縱向總體尺寸確定第三拐角至第四拐角之間長(zhǎng)度為：8+6+1+1+14=30米第一拐角至第二拐角之間長(zhǎng)度為：12.64+14+3+4+1+1=35.64米9、風(fēng)洞能量比計(jì)算能量比定義：實(shí)驗(yàn)段氣流的動(dòng)能流率（即單位時(shí)間通過的動(dòng)能）與通過動(dòng)力系統(tǒng)輸入風(fēng)洞的功率之比。1）以電網(wǎng)輸給風(fēng)洞電機(jī)的功率作為輸入功率：χ電機(jī)=0.5*ρ*ν^3*F/EI2）以電機(jī)輸給風(fēng)扇的功率作為輸入功率χ風(fēng)扇=0.5*ρ*ν^3*F/N3）以風(fēng)扇輸給氣流的功率作為輸入功率χ風(fēng)洞=0.5*ρ*ν^3*F/η風(fēng)扇/N當(dāng)量損失系數(shù)計(jì)算1)實(shí)驗(yàn)段損失對(duì)于實(shí)驗(yàn)段來說，損失系數(shù)就是當(dāng)量損失系數(shù)。因而有K0=λ*L/D0，其中D0為水力直徑。實(shí)驗(yàn)段的雷諾數(shù)約為2.74*10^7，所以，可以求得λ=0.0032+0.221Re^(-0.237)=0.0070,則K0=0.0070*8/3.43=0.01632）擴(kuò)壓段損失K0=K=(λ(平均)/8*tan(α/2)+0.6*tan(α/2))*(1-(D1/D2)^4)=0.03713)回流段損失K0=K*(F0/F1)^2=0.01124)拐角損失K0=(0.10+4.55/(lgRe)^2.58)*(F0/F)^2,四個(gè)拐角總和為0.04225）蜂窩器損失K0=0.20*(F0/F)^2=0.00186）紊流網(wǎng)損失K0=(1-(1-d/l)^2)/(1-d/l)^4*(F0/F)^2=0.00277）實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛽p失K0=S*Cx*ε/F0=0.001總當(dāng)量損失系數(shù)：ΣK0=0.1123風(fēng)洞能量比：χ風(fēng)洞=1/ΣK0=8.9風(fēng)洞所需功率：N總=0.5*ρ*ν^3*F0//η風(fēng)扇/η電機(jī)/χ風(fēng)洞，根據(jù)設(shè)計(jì)書要求：電機(jī)效率ηd=90%、機(jī)械效率ηj