實(shí)驗(yàn)四渦輪葉柵流場(chǎng)顯示實(shí)驗(yàn)

《實(shí)驗(yàn)四渦輪葉柵流場(chǎng)顯示實(shí)驗(yàn)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、成績北京航空航天大學(xué)葉輪機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院專業(yè)方向熱能與動(dòng)力工程班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)四渦輪葉柵流場(chǎng)顯示實(shí)驗(yàn)4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉流動(dòng)顯示的實(shí)驗(yàn)方法，掌握通過實(shí)驗(yàn)觀察來幫助認(rèn)識(shí)流動(dòng)機(jī)理這一重要的科研方法；2、認(rèn)識(shí)渦輪葉柵內(nèi)復(fù)雜的非定常流動(dòng)現(xiàn)象。4.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、在水槽屮，利用氫氣泡法流場(chǎng)顯示技術(shù)顯示渦輪葉柵分別在一20°、0。、20°不同攻角情況下屮間葉高通道內(nèi)的非定常流場(chǎng)，認(rèn)識(shí)不同攻角下渦輪葉柵壓力而、吸力而附近以及通道屮部的流動(dòng)特點(diǎn)；2、在水槽屮，利用氫氣泡法流場(chǎng)顯示技術(shù)顯示渦輪葉柵分別在一20°、0。、20°不同攻角情況下中

2、間葉高葉片尾跡的非定常流場(chǎng)，認(rèn)識(shí)不同攻角下渦輪葉片尾跡的流動(dòng)特點(diǎn)；3、在水槽屮，利用氫氣泡法流場(chǎng)顯示技術(shù)顯示渦輪葉柵分別在一20°、0。、20°不同攻角情況下渦輪端壁區(qū)二次流的非定常流場(chǎng)，認(rèn)識(shí)不同攻角下渦輪葉柵端壁區(qū)前緣馬蹄渦、通道渦、端壁附而層、葉背附而層、角區(qū)流動(dòng)等以及它們相互作用、相互影響的非定常特點(diǎn)；4、在水槽屮，利用氫氣泡法流場(chǎng)顯示技術(shù)顯示渦輪葉柵分別在一20°、0。、20°不同攻角情況下渦輪端壁泄漏流的非定常流場(chǎng)，認(rèn)識(shí)渦輪葉柵存在葉尖徑向間隙后不同攻角下葉柵端壁泄漏流、泄漏渦、前緣馬蹄渦、通道渦、端壁附面層、葉背附而層、角區(qū)流動(dòng)等以及它們相互作

3、用、相互影響的非定常特點(diǎn)，幫助理解渦輪內(nèi)的流動(dòng)現(xiàn)象。4.3氫氣泡法流場(chǎng)顯示方法氫氣泡流動(dòng)顯示技術(shù)是近幾十年發(fā)展起來的流動(dòng)顯示技術(shù)，跟隨性好、分辨率高，既可作定性觀察又能作定量測(cè)量，適用于湍流、旋渦等非定常流動(dòng)和紊流脈動(dòng)的研究。氫氣泡法應(yīng)用水的電解原理，在水中通上電流使其電解，在陰陽極分別產(chǎn)生氫氣泡和氧氣泡，由于陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣泡數(shù)量多，氫氣泡的體積可以比氧氣泡小得多，所以利用氫氣泡作為示蹤粒了來顯示流場(chǎng)。用極細(xì)的導(dǎo)線作為陰極布置在被觀察流場(chǎng)的上游，陽極則可以為任意形狀置于下游被觀察流場(chǎng)之后的水屮。由此可通過產(chǎn)生的氫氣泡來顯示流

4、場(chǎng)內(nèi)的流動(dòng)情況。陰極導(dǎo)線一般采用鉗絲、餌絲、銅絲或不銹鋼絲制作，為了避免對(duì)流場(chǎng)造成過大的影響，并使氫氣泡盡可能小，其直徑多為0」?0.02mm,工作電壓為10?100V,產(chǎn)生的氫氣泡直徑約為金屈絲直徑的一半。氫氣泡隨水流運(yùn)動(dòng)，如果用光源照亮被觀測(cè)截面，則氫氣泡呈現(xiàn)白色，便可以觀察到水流中氫氣泡的繞流情況，并可用于照相記錄。圖4—1是在水槽屮利用氫氣泡法顯示的渦輪平面葉柵在25。攻角下距端壁2%葉高的非定常流場(chǎng)?？梢暂^清楚地觀測(cè)到，前緣馬蹄渦存在多渦結(jié)構(gòu)，馬蹄渦在壓力而和吸力而的兩個(gè)分支在葉柵通道端區(qū)發(fā)生相互干擾，壓力面分支的渦腳可以作用在端區(qū)吸力面的后部，

5、發(fā)生渦一附而層干擾，葉柵通道內(nèi)的端區(qū)流動(dòng)呈現(xiàn)復(fù)雜的非定常性。圖4—1渦輪平面葉柵25。攻和下距端壁2%葉高的非定常流場(chǎng)若將陰極金屬絲垂宜布置于來流方向，并加上周期性脈沖電壓，沿金屬絲便周期性產(chǎn)生一排排氫氣泡，其間隔寬度由脈沖間隔決定，而氫氣泡線的寬度則由脈沖寬度決定，這就是所謂的氫氣泡時(shí)間線法。它可以方便地顯示局部速度剖面或邊界層的速度型，可以作為定量分析，也可以用來定性的研究流場(chǎng)的不均勻度。木次實(shí)驗(yàn)是利用氫氣泡法流場(chǎng)顯示技術(shù)在水槽中顯示渦輪葉柵內(nèi)的復(fù)朵流動(dòng)現(xiàn)象。4.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、回流式水槽電機(jī)水便?+￥隔板回流段圖4.2水槽平而圖水槽為上下循環(huán)的閉式結(jié)構(gòu)

6、，全長6.8米，分為四個(gè)部分：加速段，回流段，整流段和實(shí)驗(yàn)段。其中水槽上層工作段長3000mm,寬700mm,高550mm；實(shí)驗(yàn)段長1000mm,寬700mm,高500mm（約數(shù),視水位而定）。水槽以葉輪機(jī)張動(dòng)水循環(huán)，來流速度在0?0.12m/s內(nèi)連續(xù)可調(diào)。2、電機(jī)電源及調(diào)壓器電機(jī)帶動(dòng)葉輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)使水槽內(nèi)水流循壞流動(dòng)。通過調(diào)壓器調(diào)節(jié)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而改變流速。本實(shí)驗(yàn)所使用的直流電機(jī)采用的為北京市微電機(jī)總廠生產(chǎn)的SYL-50型永磁直流力矩電動(dòng)機(jī)。其最大負(fù)載為30V,最大額定電流為2.8A,最大轉(zhuǎn)速為140rpmo穩(wěn)壓電源：輸出電壓0?50V,輸出電流

7、0~5A。調(diào)壓變壓器：天津電子儀器廠生產(chǎn)的TDGC-0.5/0.5型調(diào)壓變壓器：最大容S0.5KV,頻率為50Hz,最大電流為2A,調(diào)壓范圍為0?25V。實(shí)驗(yàn)采用的電機(jī)電源控制屯壓為15V,測(cè)得水的流速約為0.0993m/so3、電解電源電解電源輸出高頻脈沖電壓，使水電解發(fā)泡。木實(shí)驗(yàn)采用天津電子儀器廠生產(chǎn)的XD5型超低頻信號(hào)發(fā)生器作為電解電源，輸出電壓0?100V,輸出頻率0?lOOOHzo實(shí)驗(yàn)時(shí)根據(jù)需耍調(diào)節(jié)輸出頻率和電壓值。4、電解電極實(shí)驗(yàn)中利用鈉絲或銅絲作為陰極，石墨作為陽極。陰極布置在被觀察流場(chǎng)的上游，陽極則置于下游被觀察流場(chǎng)之后的水中。5、光源用燈

8、光照亮被測(cè)流場(chǎng)中需要觀察的區(qū)域，具余部分應(yīng)盡量保持黑暗，以免影響觀