圆柱三孔探针校正实验.doc

圆柱三孔探针校正实验实验五 圆柱三孔探针校正实验一、 实验目的了解气动试验中常用工具探针的校正设备、二次仪表及一般探针的校正方法，重点掌握圆柱三孔探针的校正方法。二、 校正设备吸式校正低速风洞简介探针的校正一般都在校正风洞中进行，常用的校正风洞有吸式风洞和吹式风洞两种。本实验所使用风洞为吸式校正风洞。吸式校正风洞以大气压力、大气温度作为气流总压、总温的基准；以稳压箱静压作为静压基准。它可用于校正总压、静压及二元方向探针等。其结构简图如图一所示。用风机做吸式风筒的气源，空气从大气吸入喷管，经喉道射入稳压箱，形成一股射流，再经后孔进入大腔和主流量喷嘴，然后进入风机。射流风速通过风机输入电压调节。为了使气流均匀加速，对喷管进口型线有一定要求(图二)。为了形成较长的延伸自由射流，希望稳压箱与喷管出口面积之比尽可能取得大些。三、 校正方法圆柱三孔探针按其使用方式可分为对向测量与不对向测量两种。对其进行校正时，同样也有对向校正（转动法）与不对向校正（不转动法）两种方法。无论采用哪种方法校正，都须将被校探针安装在风洞的射流核心气流中。1、对向校正对向校正时，首先将被校三孔探针与压力计二次仪表相连接(如图三所示)，每改变一次来流速度，都需调整三孔探针，使其对准气流方向（即p1=p3），然后测出标准全压p*，标准静压p，中孔压力p2及两个侧孔压力p1或p3的数值。当0.3 0.6 (为速比系数，表示速度与临界音速的比值) 时，需考虑气体压缩性，则圆柱三孔探针的速度系数可表示为： (1)当速比系数0.3时，可不考虑气体的压缩性，则圆柱三孔探针速度系数的计算式为： (2)由此可确定被校圆柱三孔探针在对向测量时的速度变化曲线，以供现场试验时使用，根据测得的p2、p1便可确定气流的全压与静压。2、不对向校正不对向校正是指在校正时无论气流方向怎么变化，都不需要转动探针使之对准气流。被校圆柱三孔探针与压力计的连接和对向校正不同，如图四所示。校正实验时利用校正风洞的坐标架，转动三孔探针使它处于不同的偏角，对于每一个值都可以由三孔探针测出一组p2、p1和p3值。探针的角度系数K和总压系数K0可表示为： (3) (4)由此可画出K=f()和K0=f()的校正曲线图。本次教学实验采用的是不对向校正。圆柱三孔探针的速度系数校正曲线为一簇曲线。其获取方法为：先转动探针至某一偏角，在这个角度下，调整风洞来流速度，对若干个不同的速比系数值分别测出p*、p，p2、p1和p3值。改变值再重复上述测量，即可得到速度系数曲线族。本次教学实验只需做出交流电压为75V所产生的来流速度的速度系数与偏角关系曲线，以及角度系数K=f()和总压系数K0=f()关系曲线。不对向校正时的速度系数，在0.30.6时可表示为： (5)当速比系数0.3时，速度系数计算式为： (6)本教学实验中0.3，因而采用(6)式计算圆柱三孔探针的速度系数。四、 实验步骤1. 把被校探针连同它的夹具装在坐标架上，被校探针的压力感受孔应在筒体的轴线部位，并调节坐标架，使此探针压力感受孔距喷管出口平面1520mm的轴向位置。2. 根据不同的校正方法，连接探针与压力计(注意连接处是否漏气)。3. 启动风机电源，将调压变压器交流电压逐步调整到75V。4. 试验前，要先确定被校探针的气动轴线，即把探针的气动轴线调整到与校正风洞的气动轴线一致。其方法如下：在气流速度给定条件下，调整探针直至两侧压力相等(p1=p3)。然后把探针支杆上的夹具基准面调到与风洞管口基准面垂直，并将这个位置上的夹具与探针固紧，再把探针上的水平泡调到中间位置。5. 开始试验并记录数据，每隔5o作为一个测量点，测量范围为= - 30o + 30o。 6. 实验结束，将调压器电压调整至“0V”位置，关闭总电源。实验数据表序号标准全压p*(mmH2O)气流偏角( o )被校测针读数(mmH2O)气流总温T *(K)角度系数及全压系数速度系数p-p2p-p1p-p3KK012345678910111213五、 试验数据整理1. 记录试验时的环境气压 p0 = hPa2. 记录试验时的环境温度 T0 = 3. 计算K=f()、K0=f()和=f()的值并填入数据记录表。六、 实验报告内容 1简述实验目的及任务； 2实验原理与实验系统简介； 3列出实验记录表及数据处理结果； 4绘制K=f()、K0=f()和=f()的校正曲线图。根据实验曲线分析实验结果是否合理？该探针的特性如何？能否用于实际测量？ 5分析实验误差的主要环节； 6体会与建议等。七、 实验注意事项 1风机通电前，一定要检查调压器的指针位置是否指在“0V”上； 2实验时进风口不应有异物干扰，以免