高超声速风洞实验室
创建时间：2021-04-02 11:46
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浙江大学Φ120高超声速风洞是开展高超声速空气动力学实验教学和科学研究的试验设备，具备飞行器气动力测量、气动热研究、表面压力分布测量、流场显示等教学和实验研究能力，可进行飞行器气动力热特性、湍流结构及激波边界干扰、气动光学以及稀薄气体效应等方面的科学研究。风洞系统组成如图1所示。该风洞采用吹-吸气方式运行，通过更换喷管喉道实现各马赫数运行；采用蓄热式电加热器加热气体，提高来流总温，以防止实验气体在试验段冷凝，基本参数指标如下：马赫数范围5、6、7，轴对称喷管，喷管口径Φ120mm时，总温不低于500K，对应总压范围为0.1～1.0MPa。风洞有效试验时间不少于10s。具体主要部件参数如表1所示。
图1 风洞照片
表1 风洞性能表
图2 现场图
表2 风洞主要性能参数
表1 风洞性能表
|
马赫数 |
喷管尺寸
(mm) |
稳定段 |
超声波喷管 | ||
| 总压P0(MPa) |
总温T0(K) |
流量m(kg/s) |
喉道截面尺寸(Φmm) |
||
|
5.0（30km） |
轴对称Φ120 |
0.63 | 500 | 0.698 | 22.158 |
| 6.0（35km） | 0.9 | 500 | 0.284 | 14.796 | |
|
7.0（40km） |
1.0 | 500 | 0.136 | 10.32 | |
|
实验段 |
|||
|
静压P(Pa) |
动压q(Pa) |
静温T(K) |
速度V(m/s) |
|
1197.03 |
28207 |
83 |
913.6 |
|
574.595 |
13265 |
77 |
1056 |
|
287 |
7014.2 |
69 |
1166 |
浙江大学超声速混合层风洞是一座可产生超声速剪切层流动的空气动力学实验教学和科研试验设备，其超声速剪切层是由两股超声速平行射流混合形成，可开展新概念推进系统、气动光学和高能激光器中超声速湍流混合层以及相应的混合增强和混合抑制技术等方面的科研和教学实验研究。风洞系统主要由过渡段、稳定段、喷管段、实验段、扩压段以及真空罐组成。其中，风洞实验段垂直流向截面为宽100mm×高55mm的矩形，四周均可镶嵌光学玻璃用于相关实验观测。风洞系统现场照如图2所示。对流马赫数是混合层研究中最重要的相似参数，决定了混合层的增长速度以及混合层中的大尺度结构，同时也是衡量湍流混合层可压缩效应的重要参数。该风洞两股超声速混合气流马赫数Ma1、Ma2分别为3.6和2.1，对流马赫数为Mac为0.3，如表2所示。
图2 现场图
表2 风洞主要性能参数
| Ma1 | Ma2 | Mac | 出口尺寸mm | 静压 | T0 | P01 | P02 | m1 | m2 |
| 3.6 | 2.1 | 0.3 | 100*55 | 1158Pa | 300K | 0.1MPa |
0.053MPa |
0.17kg/s |
0.02kg/s |
