气流压力的测量
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强度问题
如探针是双支点安装，则
双max
1 8
Ml W
1 4
单m
ax
探针的安全系数为： nb
0.2 max
(
为屈服极限
0.2
)
一般要求 nb 2
问题 : 单支点和双支点的最大 应力在何处 ? 要求 : 给你一定的状态参数要 会计算安全系数 .
气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题
静压测量 静压管 风洞校准
速度特性
角度特性
校准风洞
校准风洞
特点：提供均匀、稳定的流场，在自由射流核心 区，气流的总压、静压和方向都是已知的 要求：在喷管出口配备至少5个自由度的坐标架， 使被校的各型探针可作X、Y、Z三向移动，并可绕
两轴转动，即改变 、 角。
作用：校准各种压力探针。
气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题
强度问题
(2) 确定最大挠度 单支点最大挠度为：
y单
Ml 3 8EJ
J为轴惯性距，对于空心圆管：
J
D4
64
[1 ( d )4 )] D
双支点最大挠度为： y双
5Ml 3 384 EJ
1 9.6
y单
问题: 单支点和双支点最大挠度在何处?
气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题
自振频率
确定自振频率：
Leabharlann Baidu
问题：感头截面为何做成鸭嘴形？ 附面层总压管可以用来测附面层厚度
气流压力的测量 静压测量 壁面静压孔
(1) 优点: 简单、方便，对气流干扰较小，设计合 理的情况下，距有较高的精度。
静压测量 壁面静压孔 (2) 设计时应注意的问题
(a) 开孔直径与气流Ma数的影响
一般取D=0.5~1.0mm
静压测量 壁面静压孔 (2) 设计时应注意的问题
气流压力的测量 总压探针
• (1). 什么叫总压? • (2). 总压的测量方法
(3). 总压测量的关键 (a). 孔口无毛刺，壁面 光滑； (b). 要对准气流方向
(4) .要求：总压管对气 流方向越不敏感越好
几种典型的总压管构造对于气流方向 的不敏感性情况
(5). 总压管的不敏感性与气流速度的关系
测压受感部加工好后，一般要在振动台上试 验，实测其自振频率。
要求 : f / fN X100% 25%; fN : 转速对应的频率; f : 转速对应的频率与探针自振频率之差.
气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题
堵塞的影响
(1) 造成节流，改变发动机和部件性能； (2) 改变探针绕流，从而改变探针的特性，使其 与校准时不同，造成测量误差。 堵塞比：探针迎风面积与通道面积之比。 问题：如何减少堵塞比？
强度问题
(1) 确定安全系数 作用在物体上的气动阻力M为：M
1 CxF 2
v 2
式中：Cx为阻力系数，对于圆柱形Cx=1.2，对于
矩形Cx=1.3；F为探针的迎风面积 如果探针是单支点悬壁梁安装方式，则
单m
ax
1 2
Ml W
W为抗弯剖面系数，对于空心圆管
W D3 [1 ( d )4 ]
32
D
气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题
气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题
临壁效应问题 当探针靠近壁面时，壁的存在改变了探针的绕 流从而改变了探针的特性，使它与校准时的特 性不同，带来测量误差。
探针的定位
平面定位法和销钉定位法
静压测量 静压管 影响测量精度的因素
(1) 头部和后面支杆对流过静压孔气流的影响。
静压测量 静压管 影响测量精度的因素
(2) 其它影响 (a) 雷诺数Re=500~3×105时，无影响； (b) 气流偏角影响管壁上的压力分布
对策：多开孔并在开孔截面上均匀分布，一般 至少2个； (c) 对Ma 0.7 的高压音速流场，采用锥形头部； (d) 为了减小静压管的轴向尺寸，支杆设计成扁形 开孔尺寸：一般取0.3~0.4mm 为了获得静压场，也采用梳状和耙状静压管
(6). 风洞校准：孔口倒角不带套总压管的校准曲线 不敏感角度是对应于一定的允许误差而言的
气流压力的测量 几种常见单点总压管的基本结构形式
(1) L型总压管
d0.5mm; l/d 3;取60º或90º;不敏感角为 ±10º~ ±15º
气流压力的测量 几种常见单点总压管的基本结构形式
(2) 带套型总压管
(b) 孔轴方向及小孔形状的影响 孔口应光滑无毛刺，保持尖锐边，其轴线应与壁面垂直 (c) 开孔深度的影响：一般取h/D3 (d) 开孔位置：内壁局部光滑的直线段的壁面上 (e) 压力接嘴与试验器壁的连接方法：最好螺纹连接
静压测量 静压管
使用条件：当必须测量气流中某一点的静压，或是需要测 量流路中某截面的静压分布时才使用静压管。
的关系：
/ D 0.131 0.082d / D
上式适用于速度梯度相对值
n 1 dq 0.1 ~ 0.2处 q dy
此处q 1 v2
2
气流压力的测量 (3) 附面层总压管
附面层总压管的形式
几何尺寸要求：
h=0.07～0.1mm H=0.12～0.18mm
测头距支杆最好 超过20～30mm
(D12-d2)/D2220%; 取60º或90º; c取0~0.5mm; a/D取1~2; D2/D取0.5~1；不敏感角为±30º~ ±45º
气流压力的测量 几种常见单点总压管的基本结构形式
(3) 球窝型总压管
h>2D；c尽可能保持c=R;不敏感角为±15º~ ±25º
气流压力的测量 几种常见多点总压管的基本结构形式
(1) 梳状总压管
气流压力的测量 几种常见多点总压管的基本结构形式
(2) 耙状总压管
气流压力的测量 总压探针设计时应考虑的因素
(1) 选取合适的结构型 式；
(2) 感受管的伸出长度； (3) 感受管之间的间距； (4) 利用发动机零件直
接构成梳状总压管。
气流压力的测量 (3) 附面层总压管
(1) 目的： (2) 有效中心与几何中心
如探针是双支点安装，则
双max
1 8
Ml W
1 4
单m
ax
探针的安全系数为： nb
0.2 max
(
为屈服极限
0.2
)
一般要求 nb 2
问题 : 单支点和双支点的最大 应力在何处 ? 要求 : 给你一定的状态参数要 会计算安全系数 .
气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题
静压测量 静压管 风洞校准
速度特性
角度特性
校准风洞
校准风洞
特点：提供均匀、稳定的流场，在自由射流核心 区，气流的总压、静压和方向都是已知的 要求：在喷管出口配备至少5个自由度的坐标架， 使被校的各型探针可作X、Y、Z三向移动，并可绕
两轴转动，即改变 、 角。
作用：校准各种压力探针。
气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题
强度问题
(2) 确定最大挠度 单支点最大挠度为：
y单
Ml 3 8EJ
J为轴惯性距，对于空心圆管：
J
D4
64
[1 ( d )4 )] D
双支点最大挠度为： y双
5Ml 3 384 EJ
1 9.6
y单
问题: 单支点和双支点最大挠度在何处?
气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题
自振频率
确定自振频率：
Leabharlann Baidu
问题：感头截面为何做成鸭嘴形？ 附面层总压管可以用来测附面层厚度
气流压力的测量 静压测量 壁面静压孔
(1) 优点: 简单、方便，对气流干扰较小，设计合 理的情况下，距有较高的精度。
静压测量 壁面静压孔 (2) 设计时应注意的问题
(a) 开孔直径与气流Ma数的影响
一般取D=0.5~1.0mm
静压测量 壁面静压孔 (2) 设计时应注意的问题
气流压力的测量 总压探针
• (1). 什么叫总压? • (2). 总压的测量方法
(3). 总压测量的关键 (a). 孔口无毛刺，壁面 光滑； (b). 要对准气流方向
(4) .要求：总压管对气 流方向越不敏感越好
几种典型的总压管构造对于气流方向 的不敏感性情况
(5). 总压管的不敏感性与气流速度的关系
测压受感部加工好后，一般要在振动台上试 验，实测其自振频率。
要求 : f / fN X100% 25%; fN : 转速对应的频率; f : 转速对应的频率与探针自振频率之差.
气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题
堵塞的影响
(1) 造成节流，改变发动机和部件性能； (2) 改变探针绕流，从而改变探针的特性，使其 与校准时不同，造成测量误差。 堵塞比：探针迎风面积与通道面积之比。 问题：如何减少堵塞比？
强度问题
(1) 确定安全系数 作用在物体上的气动阻力M为：M
1 CxF 2
v 2
式中：Cx为阻力系数，对于圆柱形Cx=1.2，对于
矩形Cx=1.3；F为探针的迎风面积 如果探针是单支点悬壁梁安装方式，则
单m
ax
1 2
Ml W
W为抗弯剖面系数，对于空心圆管
W D3 [1 ( d )4 ]
32
D
气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题
气流压力的测量 设计与使用压力探针时应注意的几个问题
临壁效应问题 当探针靠近壁面时，壁的存在改变了探针的绕 流从而改变了探针的特性，使它与校准时的特 性不同，带来测量误差。
探针的定位
平面定位法和销钉定位法
静压测量 静压管 影响测量精度的因素
(1) 头部和后面支杆对流过静压孔气流的影响。
静压测量 静压管 影响测量精度的因素
(2) 其它影响 (a) 雷诺数Re=500~3×105时，无影响； (b) 气流偏角影响管壁上的压力分布
对策：多开孔并在开孔截面上均匀分布，一般 至少2个； (c) 对Ma 0.7 的高压音速流场，采用锥形头部； (d) 为了减小静压管的轴向尺寸，支杆设计成扁形 开孔尺寸：一般取0.3~0.4mm 为了获得静压场，也采用梳状和耙状静压管
(6). 风洞校准：孔口倒角不带套总压管的校准曲线 不敏感角度是对应于一定的允许误差而言的
气流压力的测量 几种常见单点总压管的基本结构形式
(1) L型总压管
d0.5mm; l/d 3;取60º或90º;不敏感角为 ±10º~ ±15º
气流压力的测量 几种常见单点总压管的基本结构形式
(2) 带套型总压管
(b) 孔轴方向及小孔形状的影响 孔口应光滑无毛刺，保持尖锐边，其轴线应与壁面垂直 (c) 开孔深度的影响：一般取h/D3 (d) 开孔位置：内壁局部光滑的直线段的壁面上 (e) 压力接嘴与试验器壁的连接方法：最好螺纹连接
静压测量 静压管
使用条件：当必须测量气流中某一点的静压，或是需要测 量流路中某截面的静压分布时才使用静压管。
的关系：
/ D 0.131 0.082d / D
上式适用于速度梯度相对值
n 1 dq 0.1 ~ 0.2处 q dy
此处q 1 v2
2
气流压力的测量 (3) 附面层总压管
附面层总压管的形式
几何尺寸要求：
h=0.07～0.1mm H=0.12～0.18mm
测头距支杆最好 超过20～30mm
(D12-d2)/D2220%; 取60º或90º; c取0~0.5mm; a/D取1~2; D2/D取0.5~1；不敏感角为±30º~ ±45º
气流压力的测量 几种常见单点总压管的基本结构形式
(3) 球窝型总压管
h>2D；c尽可能保持c=R;不敏感角为±15º~ ±25º
气流压力的测量 几种常见多点总压管的基本结构形式
(1) 梳状总压管
气流压力的测量 几种常见多点总压管的基本结构形式
(2) 耙状总压管
气流压力的测量 总压探针设计时应考虑的因素
(1) 选取合适的结构型 式；
(2) 感受管的伸出长度； (3) 感受管之间的间距； (4) 利用发动机零件直
接构成梳状总压管。
气流压力的测量 (3) 附面层总压管
(1) 目的： (2) 有效中心与几何中心