[发明专利]亚音速射流式气动探针校准风洞

说明书

本发明属于气动探针校准风洞领域、特别涉及可提高来流速度的亚音速射流式气动探针校准风洞；其包括依次连接的入口扩张段、稳流段、收缩段以及实验段；入口扩张段由端部向稳流段逐步扩张，所述收缩段由稳流段向实验段逐步收缩；所述入口扩张段上设置入口分流锥，所述稳流段包括沿着风流向依次设置的外环套、蜂窝器及相互间隔设置的若干内环套及碎涡网；所述收缩段上靠近稳流段设置总压探针安装座，收缩段上远离稳流段设置静压孔。风洞洞体体积减小，占地面积减小，易于安装与布局。在合理设计风洞收缩比及各单元尺寸后，能够使用较小电机功率下实现较大的来流马赫数。

技术领域

本发明属于气动探针校准风洞领域、特别涉及一种可提高来流速度的亚音速射流式气动探针校准风洞。

背景技术

风洞(Wind tunnel)：即风洞实验室，是以人工的方式产生并控制气流，使其满足特定流场需要进而用来模拟飞行器或实体周围气体流动情况的一种管道状实验设备。校准风洞属于风洞的一种，其能够产生均匀稳定、且具有一定压力和速度的气流，用以满足气动探针校准的需要。

风洞实验是气体动力学及其相关机械研究领域中不可缺少的重要组成部分。流体力学方面的风洞实验主要分为测力实验、测压实验以及测温实验等。气动探针作为简易的测压元件被广泛地应用于风洞实验中。但气动探针在使用前需要采用校准风洞进行校准，此时风洞的流场品质、出口尺寸、安装布置要求、以及能耗等均是影响校准结果或实验成本的重要因素。目前，能提供较高来流马赫数的气动探针校准风洞大多体积较为庞大，所占空间较大，且运行成本较高。另有一些较小尺寸的低速风洞，其所能提供的来流马赫数较低，已不能满足探针标定所需的更高的来流条件。因此，需要一种尺寸合理、安装简易、流场品质好的校准风洞来满足探针标定对更高来流马赫数的需求。

现有的校准风洞主要存在以下方面的缺点：

(1)尺寸庞大，占地面积大，安装困难，进而导致建设成本较高。

(2)部分风洞可实现的来流马赫数范围较窄；当风洞洞体尺寸较大时，为获得所要求的的稳定来流，对气源的压力要求较高，这导致风洞运行成本偏高。

发明内容

鉴于现有技术的缺陷，本发明提供一种亚音速射流式气动探针校准风洞，该校准风洞能够在较小的洞体尺寸下产生稳定的高马赫来流(可达0.9Ma)，解决了大多数亚音速校准风洞体积较大、占地面积广、运行成本高的问题，具有更高的灵活性与易用性。

为达到上述目的，本发明提出的技术方案是亚音速射流式气动探针校准风洞，其包括依次连接的入口扩张段、稳流段、收缩段以及实验段；入口扩张段由端部向稳流段逐步扩张，所述收缩段由稳流段向实验段逐步收缩；所述入口扩张段上设置入口分流锥，所述稳流段包括沿着风流向依次设置的外环套、蜂窝器及相互间隔设置的若干内环套及碎涡网；所述收缩段上靠近稳流段设置总压探针安装座，收缩段上远离稳流段设置静压孔。

优选的，所述入口扩张段、稳流段、收缩段通过设置在入口扩张段后端的前夹板和设置在收缩段前端的后夹板进行固定。

优选的，所述相互间隔设置的若干内环套及碎涡网包括依次设置的一级内环套、一级碎涡网、二级内环套、二级碎涡网、三级内环套、三级碎涡网及四级内环套。

优选的，所述一级碎涡网、二级碎涡网及三级碎涡网依次为100目/寸、200目/寸、400目/寸。

优选的，所述实验段的截面为圆形；实验段半径为17.5mm。

进一步的，所述收缩段的收缩比取为8，收缩段出口尺寸为R2为35mm，进口圆尺寸R1为284mm，收缩段长度采用进口直径的0.5-1.0倍

优选的，收缩段长度为200mm。

优选的，所述稳流段为圆柱形。