[發(fā)明專利]亞音速射流式氣動(dòng)探針校準(zhǔn)風(fēng)洞

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810860571.0
• 申請(qǐng)日: 2018-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN108709712A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸華偉;王宇;郭爽;楊益
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連凌海華威科技服務(wù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01M9/02
• 分類號(hào): G01M9/02
• 代理公司: 大連創(chuàng)達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 21237
• 代理人: 劉濤

本發(fā)明屬于氣動(dòng)探針校準(zhǔn)風(fēng)洞領(lǐng)域、特別涉及可提高來流速度的亞音速射流式氣動(dòng)探針校準(zhǔn)風(fēng)洞；其包括依次連接的入口擴(kuò)張段、穩(wěn)流段、收縮段以及實(shí)驗(yàn)段；入口擴(kuò)張段由端部向穩(wěn)流段逐步擴(kuò)張，所述收縮段由穩(wěn)流段向?qū)嶒?yàn)段逐步收縮；所述入口擴(kuò)張段上設(shè)置入口分流錐，所述穩(wěn)流段包括沿著風(fēng)流向依次設(shè)置的外環(huán)套、蜂窩器及相互間隔設(shè)置的若干內(nèi)環(huán)套及碎渦網(wǎng)；所述收縮段上靠近穩(wěn)流段設(shè)置總壓探針安裝座，收縮段上遠(yuǎn)離穩(wěn)流段設(shè)置靜壓孔。風(fēng)洞洞體體積減小，占地面積減小，易于安裝與布局。在合理設(shè)計(jì)風(fēng)洞收縮比及各單元尺寸后，能夠使用較小電機(jī)功率下實(shí)現(xiàn)較大的來流馬赫數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣動(dòng)探針校準(zhǔn)風(fēng)洞領(lǐng)域、特別涉及一種可提高來流速度的亞音速射流式氣動(dòng)探針校準(zhǔn)風(fēng)洞。

背景技術(shù)

風(fēng)洞(Wind tunnel)：即風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，是以人工的方式產(chǎn)生并控制氣流，使其滿足特定流場(chǎng)需要進(jìn)而用來模擬飛行器或?qū)嶓w周圍氣體流動(dòng)情況的一種管道狀實(shí)驗(yàn)設(shè)備。校準(zhǔn)風(fēng)洞屬于風(fēng)洞的一種，其能夠產(chǎn)生均勻穩(wěn)定、且具有一定壓力和速度的氣流，用以滿足氣動(dòng)探針校準(zhǔn)的需要。

風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)是氣體動(dòng)力學(xué)及其相關(guān)機(jī)械研究領(lǐng)域中不可缺少的重要組成部分。流體力學(xué)方面的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)主要分為測(cè)力實(shí)驗(yàn)、測(cè)壓實(shí)驗(yàn)以及測(cè)溫實(shí)驗(yàn)等。氣動(dòng)探針作為簡(jiǎn)易的測(cè)壓元件被廣泛地應(yīng)用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中。但氣動(dòng)探針在使用前需要采用校準(zhǔn)風(fēng)洞進(jìn)行校準(zhǔn)，此時(shí)風(fēng)洞的流場(chǎng)品質(zhì)、出口尺寸、安裝布置要求、以及能耗等均是影響校準(zhǔn)結(jié)果或?qū)嶒?yàn)成本的重要因素。目前，能提供較高來流馬赫數(shù)的氣動(dòng)探針校準(zhǔn)風(fēng)洞大多體積較為龐大，所占空間較大，且運(yùn)行成本較高。另有一些較小尺寸的低速風(fēng)洞，其所能提供的來流馬赫數(shù)較低，已不能滿足探針標(biāo)定所需的更高的來流條件。因此，需要一種尺寸合理、安裝簡(jiǎn)易、流場(chǎng)品質(zhì)好的校準(zhǔn)風(fēng)洞來滿足探針標(biāo)定對(duì)更高來流馬赫數(shù)的需求。

現(xiàn)有的校準(zhǔn)風(fēng)洞主要存在以下方面的缺點(diǎn)：

(1)尺寸龐大，占地面積大，安裝困難，進(jìn)而導(dǎo)致建設(shè)成本較高。

(2)部分風(fēng)洞可實(shí)現(xiàn)的來流馬赫數(shù)范圍較窄；當(dāng)風(fēng)洞洞體尺寸較大時(shí)，為獲得所要求的的穩(wěn)定來流，對(duì)氣源的壓力要求較高，這導(dǎo)致風(fēng)洞運(yùn)行成本偏高。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種亞音速射流式氣動(dòng)探針校準(zhǔn)風(fēng)洞，該校準(zhǔn)風(fēng)洞能夠在較小的洞體尺寸下產(chǎn)生穩(wěn)定的高馬赫來流(可達(dá)0.9Ma)，解決了大多數(shù)亞音速校準(zhǔn)風(fēng)洞體積較大、占地面積廣、運(yùn)行成本高的問題，具有更高的靈活性與易用性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是亞音速射流式氣動(dòng)探針校準(zhǔn)風(fēng)洞，其包括依次連接的入口擴(kuò)張段、穩(wěn)流段、收縮段以及實(shí)驗(yàn)段；入口擴(kuò)張段由端部向穩(wěn)流段逐步擴(kuò)張，所述收縮段由穩(wěn)流段向?qū)嶒?yàn)段逐步收縮；所述入口擴(kuò)張段上設(shè)置入口分流錐，所述穩(wěn)流段包括沿著風(fēng)流向依次設(shè)置的外環(huán)套、蜂窩器及相互間隔設(shè)置的若干內(nèi)環(huán)套及碎渦網(wǎng)；所述收縮段上靠近穩(wěn)流段設(shè)置總壓探針安裝座，收縮段上遠(yuǎn)離穩(wěn)流段設(shè)置靜壓孔。

優(yōu)選的，所述入口擴(kuò)張段、穩(wěn)流段、收縮段通過設(shè)置在入口擴(kuò)張段后端的前夾板和設(shè)置在收縮段前端的后夾板進(jìn)行固定。

優(yōu)選的，所述相互間隔設(shè)置的若干內(nèi)環(huán)套及碎渦網(wǎng)包括依次設(shè)置的一級(jí)內(nèi)環(huán)套、一級(jí)碎渦網(wǎng)、二級(jí)內(nèi)環(huán)套、二級(jí)碎渦網(wǎng)、三級(jí)內(nèi)環(huán)套、三級(jí)碎渦網(wǎng)及四級(jí)內(nèi)環(huán)套。

優(yōu)選的，所述一級(jí)碎渦網(wǎng)、二級(jí)碎渦網(wǎng)及三級(jí)碎渦網(wǎng)依次為100目/寸、200目/寸、400目/寸。

優(yōu)選的，所述實(shí)驗(yàn)段的截面為圓形；實(shí)驗(yàn)段半徑為17.5mm。

進(jìn)一步的，所述收縮段的收縮比取為8，收縮段出口尺寸為R2為35mm，進(jìn)口圓尺寸R1為284mm，收縮段長(zhǎng)度采用進(jìn)口直徑的0.5-1.0倍

優(yōu)選的，收縮段長(zhǎng)度為200mm。

優(yōu)選的，所述穩(wěn)流段為圓柱形。