风洞概论及设计

?vD?1.87?107 可以求得实验段的雷诺数Re??此时，雷诺数比较小，因而附面层比较厚，实验段可以认为是光滑管，摩擦损失系数?仅与雷诺数有关，而与粗糙度无关。通过公式求得：

??0.0032?0.221Re?0.237?0.00738 所以，可以求得

K0??L?0.00738?6.55/2.73?0.0177 D0② 扩压段损失：

气流经过扩压段的损失公式为：

??4???平均??D1????K???0.6tan?1????

?2????D2????8tan???2?由于损失系数K的参考动压为扩压段入口的值，即为实验段动压，所以有

??4???平均???D1????K???0.6tan?1????

?2??D2????8tan?????2?K0其中?平均根据扩压段中间剖面上的雷诺数求得。扩压段中间剖面的速度为：

?D1??2.73?v?v1???100????64m/s

?3.4??D?22?vD?1.495?107 所以Re????0.0032?0.221Re?0.237?0.0076

进而求得

??4???平均???D1????K???0.6tan?1?????0.0398?2??D2????8tan?????2?K0

③ 回流段损失：

回流段也有扩散角，实际上也是一个扩压段，所以其损失系数的计算公式为：

??42?????F??D??F??平均??K?0????0.6tan??1??1???0??0.02346?2??F??F1??D2????1??8tan???2?2K0

④ 拐角损失：

因为这里设计的风洞并非大型风洞，采用经验公式近似计算，公式为：

K0截面积

???F?24.55?0??0.10???，其中F为拐角时风洞2.58??F?lgRe?????第一、 二拐角

?D1??2.73?v?v?100??速度为???44.4m/s 1??4.1??D2?22?vD?1.754?106 所以Re??K0???F?24.55?0??0.10????0.02759 2.58???F?lgRe????第三、 四拐角

?D1??4.1?v?v?44.4??速度为???14.4m/s 1??7.2??D2?22?vD6Re??0.100?10所以

?K0???F?24.55?0??0.10????0.0035 2.58???F?lgRe????⑤ 蜂窝器损失：

因为我们选用的蜂窝器长径比为LM?6，所以对应的方形蜂窝格子的损失系数K?0.22。其当量损失系数：

K0?K??F0??，其中F为稳定段截面 F??2所以K0?0.00449

⑥ 紊流网损失：

我们可以求得稳定段的速度：

?D1??4.1?v?v1???44.4????14.4m/s

?7.2??D2?因为其速度大于9米/秒，气流流经紊流网的损失可以

22按K?1???2?d???1?计算，其中??

l??2这里为了让整流效果较好，采用了4层紊流网，所以其损失系数较大K0?0.0614 ⑦ 收缩段损失：

由于任务中只给出收缩段的收缩比为7，并没有给定其他数据。参考《低速风洞设计》表2-4典型风洞各部件损失及能量比。我们预估其收缩段的损失系数K0?0.007

⑧ 总损失：?K0?0.2160

所以风洞能量比?风洞?4.63

七、 需用功率

风洞所需功率：

N总=1?电机?风扇?1?13??v0F0 ?风扇21根据设计书要求：电机效率?d=90%、机械效率?j=85%、风扇效率?f=80%，所以

N总= =1?电机?风扇?1?13??v0F0?风扇211111????1.225?1003?7.5 90?%4.632 =1.38?106W