平面亚音扩压叶栅实验（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）《平面亚音扩压叶栅实验》实验指导书发动机气动实验室2006年3月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M1而变化，它们都是i和M1的函数。低速叶栅吹风实验不考虑M1对叶栅性能的影响，只讨论和随攻角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，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式中，、分别为叶栅进口的总压和静压，P为叶片上任一点的静压。为正值说明叶片上某点的当地速度低于叶栅进口速度，为负值表面当地速度大于叶栅进口速度。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。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最大挠度mm，距前缘距离a＝30mm，最大厚度6mm，距前缘距离e＝18mm，叶型弯角＝30°叶型前缘角＝15°叶型前缘角＝15°叶栅几何参数：叶型安装角叶距t＝45mm叶栅稠度＝＝1.33几何进口角＝45°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。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M1和雷诺数Re。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