试验装置SHFD风洞.ppt

流体力学A课程 实验指导 沈阳航空航天大学 ;实验项目设置一览表;实验8 二元翼型绕流特性实验 1 实验目的 ⑴ 测量二元翼型的压力分布，绘制压力曲线，学习气动力计算； ⑵ 了解流体力学相似参数的生成和使用； ⑶ 了解物面压力分布的表示方法及通过压力分布分析流态的方法 ⑷ 了解使用工业控制机对风洞风速和模型姿态角控制和信号采集及处理的基本方法。 2 实验原理 二元翼型实验 翼型参数 ;;(2) 测压实验 在中间剖面上下翼面各开有15个测压孔，前缘开有1个测压孔。测出的表面压力换算成压力系数 ;由上述存储数值，如果初读数各不相同或者是不为零时，则 ;;式中，c为翼型弦长，下标u和;;风洞动力系统 变频器驱动三项异步交流电机带动螺旋桨工作。 变频器功率75kW；电机为四极，功率75kW。桨叶翼型为RAF_D, -E，共6叶。 控制和数据采集系统 由计算机（研华610H工业控制计算机）、风速传感器（DCXL-10D）和变频器（SPF-75）组成闭环控制系统对风速进行控制。风速控制精度±0.2m/s。 模型姿态控制由计算机、步进电机驱动器（BQH-300Y）和步进电机（110BF003）分别带动模型支撑系统（尾撑和腹撑）做垂直面内转动（称为迎角α）。迎角α转动范围为-15°~+25°，侧滑角由转盘涡轮蜗杆手动控制，β转动范围为-180°~+180°。由旋转编码器实施测量转动角度。 数据采集系统：由天平和压力传感器输出信号，通过信号调理器（XL 2102E）及高精度稳压电源（XL 2101）对信号进行滤波、放大后，送入12位数据采集卡（PCL－818L）变为数字量，进入计算机中央处理器处理。测压部分则由压力扫描阀进行数 ;数据采集并存储。 数据采集处理和控制程序是用VB语言自行开发的。 流场主要技术指标 表8.1风洞流场参数 ;系统的主要技术性能： 测压通道：96点 量 程：±2.5KPa（64通道）; ±7.0KPa（32通道） 测压精度：±0.2％FS 扫描速率：20000点/秒 4实验方法和步骤 (1）实验准备 管路连接：将准备好的测压管，按编号将连接到测压模型上，记录各测压管的编号与翼型对应的位置，以便处理数据。然后进行各点的气密性检查，确保无泄漏，无堵塞。 装模型：将测压模型安装到风洞的支撑系统上，并调水平，保证模型姿态正确（模型调零，使用水平仪调整）。 把测压管的另一端连接到电子压力扫描仪的压力接口上，按测压管序 ;序号进行连接，扫描仪的压力接口也有编号，做好一一对应，以便实验后数据处理。注意测压管路一定要连接正确，并且连接顺序要记录在笔记本上，以便数据处理时，方便查找和分析。 进行设备的工作状态连调。 （2） 计算实验风速 实验Re＝7×105 ，翼型弦长0.3米，计算所需风速。（ν=1.48×10-5） 由;（4） 实验内容 改变模型迎角α，测量翼型表面压力分布。一般可取模型迎角变化范围为-4°~20°，迎角变化间隔Δα =4°。本次实验测量4°、12°压力分布。实验模型安装示意图如下。 ;至少半小以上。打开气源，调解压力阀，使气瓶压力恒定为0.6Mpa。打开计算机运行扫描阀程序，首先双击服务程序，然后进入测控与数据处理程序。在程序面板左测点击扫描仪校准按钮，扫描仪自动进行校准，首先校准2Kpa量程，然后校准7Kpa量程，在校准过程中，操作人员监视校准过程，暂停程序操作，待校准完成时，查看各通道传感器校准系数，分析系数，报告实验老师，待批准后，存储当次校准系数。 b.记录大气压力值，及实验室温度，计算空气密度??。 c. 运行扫描仪数据采集窗口，点击压力按钮，观察各通道初读数，如异常点，重新进行扫描仪校准。 d. 运行风控制程序，开车运行，待风洞风速到达设定值稳定后，进行数据采集。一个状态记录存储后，改变模型姿态（攻角），到达设定值后，待压力稳定后再次进行数据采集。重复上述过程，完成所有实验角度。（注意压力扫描阀压力单位为Kpa，在计算时一定要注意换算成Pa） e. 实验完成后，风洞停车，关闭电源。 f. 拆卸模型，装箱。;5 实验数据处理 整理实验数据，画出实验曲线，计算气动力，对实验结果进行分析。要求完成数据和曲线的形式： 数据表格（Execl）:给出各角度下各点压力原始值及压力系数值。（要求写出对应测压点的序号及计算公式，注意压力扫描阀压力单位为Kpa，在计算时一定要注意换算成Pa，4°、12°采用两个表填写计算） 完成实验报告，整理实验数据，撰写实验报告。 实验名称 实验目的要求 实验设备及原理 实验方法步骤（实验准备、实验风速计算、实验过程及模型安装示意图） 数据表及计算公式 数据处理图及法向力计算公式 数据曲线分析 实验体会及思考题;表8.3 实验数据表4°