绕流叶片的压力分布实验及动态流动的流场测量实验指导书

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1、绕流叶片的压力分布实验及动态流动的流场测量实验指导书一、实验基础绕流叶片的压力分布实验及动态流动的流场测量实验是在学牛:学习掌握了“工程流体力学J“泵与风机”等专业基础课程后开设的综合型实验。二、实验类型综合型实验1、叶片力矩实验叶片力矩测定的实验，通过测呆在一定速度流动空气中叶片上下表而的压力，确定叶片在此空气流速下所受的力矩。2^动态流动的流场测量通过风机在流道内形成动态流动的流场，用烟剂测量流场。三、实验要求：实验教学是整个教学过程的重要环节，和理论教学相辅相成。重视实验教学，提高实验教学质量，锻炼和培养学生分析问题和解决问题的能力是实验教学的重要任务。为规范实验教

2、学，严格要求学生，实验课程要求如下：1、综合型、设计型实验要求学生在做实验一周以前，预习实验指导书，写岀实验方案和实验实施步骤。实验课吋交实验指导教师审阅，合乎耍求者方可准予实验；2、要求实验指导教师严格登记参加实验学生名单，在安排的实验课程表吋间内不来者视为缺席，给予一次补做机会；3、凡未完成实验课程者不能取得该课程学分。实验1绕流风机叶片压力分布实验一、实验目的学习风机压力分布的测定方法和力矩计算。二、实验装置风洞综合试验台，风机叶片，微压压差计，热电偶，风速仪风洞综合试验台1-风洞入口：2•皮托管；3•玻璃观察窗口；4•风机叶轮；5•叶片安装口6•试验台支架；7■风

3、洞出口图1风洞综合试验台结构示意图图2变频器实物图图3风机叶片示意图Y图5风机叶片截面图11®x系统监揑趋势图报表风速1重庆大学-风机机翼空气动力学实验监控系统风速2)n/s风速3三、实验原理和方法由于风机叶片受正反两面压差作用，产生一个力矩，驱动风机转动。图7风机叶片受力示意图如图7,叶片正面压力刃，有效受力面积A,。背面压力刃，有效受力面积A7o则受力为止面Ff=piAi,背面耳‘=门£,A=4合力矩M也心-E)叶片正背面分别有8个压力测点，每个压力测点作为对应有效受力面积平均值，共分8个有效受力面积。向径I•长度取叶片投影面积型心到叶片根部距离。四、实验步骤1、检杳

4、试验台风机出口处是否有朵物，确保安全；在风洞试验台上安装风机叶片装置；2、打开电源，启动电脑，进入系统监控界面；3、调节变频器，打开风机；5、待风速稳定后，通过监控系统测得叶片询后风速、两组温差以及叶片八组压差；6、改变风速，分别在5米/秒、10米/秒、15米/秒风速下重复；7、实验完毕，采集完数据后，关闭系统，按下下电按钮，关闭电源。整理试验台；8、处理实验数据。五、实验数据记录及处理表1实验数据记录表（叶片使其与流向为：—一）速度(m/s)压差1(kPa)压差2(kPa)压差3(kPa)压差4(kPa)压差5(kPa)压差6(kPa)压差7(kPa)压差8(kPa)5

5、1015表2有效受力而积（mn?）和向径（m）Aia2A3A4a5a7Ag面积4961.33046.52839.52632.52425.52218.52012.31517.5向径105.4145.9176.3204.6235.0263.4293.8318.1得到实验数据后，根据前面所述的计算方面计算得到不同工况下的风机叶片所受力矩。实验2、动态流动的流场测量一、实验目的观察动态流动下的流线形状流场状态，学习流场测量的方法。二、实验装置风洞综合试验台，烟剂发生器，照相机。三、实验原理和方法粘性流体平滑地绕流物体时，在紧靠物体表面的薄层里，流速由物体表面上的零值迅速地增加到与

6、來流速度Vs同数量级的大小。这一薄层被称为边界层。在边界层内，流体在物面法线方向上的速度梯度很大，即使粘性很小的流体，表现出的粘性力也较大，不能忽略。所以，边界层内的流体有相当大的旋涡强度。当边界层内的有旋流离开物体表面而流入下游时，在物体后形成尾涡区。与此可知，当粘性流体绕流物体流动吋，可以将物体边界外面的流场划分为两类区域：边界层区和尾涡区。木实验为了测量动态流动的流场，使用风机叶片为绕流物体。在风洞综合试验台上，如图1所示，将烟剂从风洞的入口加入使之与空气均匀混合后，通过绕流流过叶片，此时所观察到的烟剂状态就是流场的状态。四、实验步骤1、检查试验台风机出口处是否有杂

7、物，确保安全；准备好摄相机，以拍摄烟轨绕流叶片时的图片；2、风洞入口布置烟剂产生器；2、打开电源，启动电脑，进入系统监控界面；3、调节变频器，打开风机；5、待风速稳定后，分别在5m/s>10m/s>15m/s风速状态下用摄相机拍摄下流场状态；7、实验完毕，关闭系统，按卜•电按钮，关闭电源，整理试验台。五、实验数据记录及处理采用Photoshop处理所拍摄得到的烟轨绕流叶片图片，画出流线图。说明：木绕流叶片的压力分布实验及动态流动的流场测量实验是我院新开的实验，相关实验指导书需要在该课程教学和实验实践屮不断完善，因此本大纲为修订