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平面亚音扩压叶栅实验

平面亚音扩压叶栅实验平面亚音扩压叶栅实验平面亚音扩压叶栅实验 1 实验目的 1)通过实验使学生熟悉平面叶栅实验设备和实验方法; 2)作出叶栅攻角特性和叶片表面压力分布曲线 3)了解平面叶栅实验在压气机气动设计中的作用和地位。 2 实验内容 2.1 平面叶栅的攻角特性气流通过平面扩压叶栅后，其方向要发生转折，气流转折角为。气流通过叶栅损失的大小可用损失系数来表示。和,,,,, ,随攻角i和来流马赫数M而变化，它们都是i和M的函数。11 ,低速叶栅吹风实验不考虑M对叶栅性能的影响，只讨论和,,1 随攻角i的变化。...

平面亚音扩压叶栅实验平面亚音扩压叶栅实验 1 实验目的 1)通过实验使学生熟悉平面叶栅实验设备和实验MATCH_ word _1714159101191_0; 2)作出叶栅攻角特性和叶片表面压力分布曲线 3)了解平面叶栅实验在压气机气动设计中的作用和地位。 2 实验内容 2.1 平面叶栅的攻角特性气流通过平面扩压叶栅后，其方向要发生转折，气流转折角为。气流通过叶栅损失的大小可用损失系数来表示。和,,,,, ,随攻角i和来流马赫数M而变化，它们都是i和M的函数。11 ,低速叶栅吹风实验不考虑M对叶栅性能的影响，只讨论和,,1 随攻角i的变化。叶栅的攻角特性如右图所示。由图1可以看出，当i增加时，开始直线上升，几乎不变。,, ,到某一攻角，达到最大值。攻角再提高，下降很快，急,,,, 剧增加，这时叶背气流发生严重分离。在很大的负攻角情况下，气流在叶盆分离。 ,,的大小反映了叶栅的功增压能力，而的大小则反映了叶栅有效增压的程度，表征气流流经平,, ,面叶栅发生的机械能损失，叶栅的效率和有直接关系，压气机设计取,0.8为叶栅名义工作点，,,,,max把不同几何参数叶栅的名义工作点汇集在一起，即得到平面叶栅的额定特性线，这是压气机气动设计的依据。 2.2 叶片表面压力分布叶片表面压力分布以无因次压力系数表示 P PP,1 P,*PP,11 *式中，、分别为叶栅进口的总压和静压，P为叶片上任一点PP11 的静压。为正值说明叶片上某点的当地速度低于叶栅进口速度，P 为负值表面当地速度大于叶栅进口速度。 P 典型的叶片表面压力分布曲线如右图所示，横坐标为弦长百分比。进行叶片表面压力分布实验时，只测量一个攻角(例如5?攻角)的叶片表面压力分布。同时，还可以改变几个攻角(-10?， 10?，18?)，观察叶片表面压力分布变化情况，特别要注意大攻角时，叶片表面出现严重分离(失速) 现象。当叶片表面出现分离时，分离点后叶栅不再增压，水排上指示水柱高度不变。 1 3 实验设备 3.1 叶栅风洞图3 平面叶栅实验设备示意图叶栅实验由连续气源供气，气流经过扩压段减速扩压，稳定箱内安装蜂窝器和阻尼网(钢网)，消除旋涡，使气流稳定均匀，再经过维他辛斯基曲线的收敛段，使稳定箱出来的气流均匀膨胀加速，造成叶栅进口截面各点压力、速度都相同的一股均匀气流进入叶栅。叶栅实验段——由10个叶片组成的一排叶栅，叶栅装在圆盘上，转动圆盘可以改变攻角。测量探针装在三自由度位移机构上。 3.2 叶栅几何参数实验选用C-4叶型。 C-4叶型几何参数: 中弧线圆弧半径r,119.91mm 弦长 b,60mm fmax最大挠度 mm， f,3.05f,,0.051maxb aa,,50%b距前缘距离 a,30mm， cmaxc,,10%c,maxb最大厚度 6mm， ee,,30%b距前缘距离 e,18mm， ,叶型弯角 ,30? ,1叶型前缘角 ,15? ,2叶型前缘角 ,15? 2 叶栅几何参数: 0叶型安装角 ,,60y 叶距 t ,45mm b ,t叶栅稠度 ,,1.33 ,1k几何进口角 ,45? ,2k几何出口角 ,75? 3.3 测量探针 *叶栅前用一支装在端壁上的总静压管，测量叶栅进口总压和静压。叶栅出口用一支装在位移测架PP11 *上的总、静、方向组合探针，测量叶栅出口、和。在中间叶片内装了8根静压管测量叶片表面压,PP222 力分布。全部压力的数值在水排上显示(见图4)。图4 指示压力的水排 3.4 测温装置在叶栅前装一支镍铬-康铜热电偶，通过UJ36直流电位差计测量出栅前的气流温度。 4 实验步骤 4.1 开车前的准备在进行实验以前，同学们必须阅读实验说明书，明确实验目的、方法和步骤。检查测量探针是否堵塞，然后把探针放在叶栅通道叶高中部，离叶栅前缘及后缘一个栅距位置上进行测量。为保证测准叶栅出口气流方向，还应检查叶栅出口探针是否对准零位。转动圆盘，把叶栅转到实验的第一个攻角位置。参见实验者，明确分工，准备好记录纸和笔。 4.2 开车实验指导教师检查准备情况，符合要求后即可气动40千瓦罗茨鼓风机，气流连续不断进入叶栅风洞，这时将叶栅前探针调到对准气流方向，并固定紧。检查叶栅是否有漏气情况，叶栅工作正常方能读取数据。 4.3 数据测量 *叶栅工作正常后，即可读取数据，对给定攻角，记录叶栅前气流总压和静压。测量叶栅出口气流PP11 *总压，静压和方向。转动探针，水排上指示方向管两孔液面高度相同时，才可以从位移机构的标,PP121 3 尺上读取出口气流角，由于叶栅出口气流不均匀，沿栅距测量4个点取算术平均。 ,2 改变攻角，重复测量上面的参数，至少要作5-6个攻角，方能画出一条攻角特性曲线。测量5?攻角的压力分布。再改变几个攻角，观察圆盘上压力分布的变化，注意大攻角时叶片上出现的分离现象。 **记录某一攻角(如5?)栅前总温，与测量的总压和静压计算马赫数M和雷诺数Re。 P1TP111 4.4 停车实验完毕，检查数据齐全后，即可停车。停车后整理好实验间，并记录好当天的大气压数值。 5 实验报告 5.1 原始数据记录表1 *'PP ?, ,,,902222**PPP,PI 122211 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 -10? -5? 0? 5? 8? . 10? 12? 15? 18? 表2 ****pppp,pp,ppi ,, , , ,,1122222111 -10? -5? 0? 5? 8? 10? 12? 15? 4 表3 x/b 0.042 0.115 0.120 0.397 0.499 0.599 0.699 0.782 P叶 P 背 P叶 P盆 p大气压力: , 0 t栅前气流温度: , 1 5.2 数据整理及回答问题 ,,,,i1)叶栅进口气流角 (度) 11k ,,,,,2)落后角 (度) 22k ,,,,,,3)气流转折角 (度) 21 P1,,4)计算5?攻角栅前马赫数M，由M查气动函数表可得M ，，111*P1 *P25)计算总压恢复系数 ,,*P1 **PP,126)计算叶栅损失系数 ,,*PP,117)算5?攻角栅前雷诺数 ,Wb11,R e, 5式中，——空气粘性系数，其值为1.789×10 帕/秒 , b ——叶片弦长，单位米 , ——栅前气流密度 1 W ——栅前气流速度 1 ,,,,,ff，，，，,8)画出叶栅的攻角特性曲线 ii129)画出叶片表面的压力分布曲线 ,,,10)方向和随i变化的规律及原因 11)说明叶栅攻角特性与额定特性的联系与区别 5 6

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