直流风洞气动特性的试验研究——毕业设计论文.doc

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1、毕业设计论文 作 者： 薛明明 学 号： 0422436 系 ： 能源与机械工程学院 专 业： 热能与动力工程专业 题 目： 直流风洞气动特性的试验研究 指导者： 洪文鹏 副教授 2008 年 6 月 吉 林 摘 要 I 摘 要 本课题针对我院利用中央与地方共建资金新建的低速直流风洞，对其气动 特性进行试验研究，通过试验掌握该风洞的风速特性、流场均匀性等特征并验 证其设计指标是否达到要求。 风洞是一种专门设计的空气实验装置,它用动力装置在其试验段内的造成可 调节速度的气体流动。以进行各种类型的空气动力学实验研究。本课题拟采用 实验和理论研究分析两者相结合的方法进行直流式低速风洞流动特性的研究。

2、 通过对风洞实验段内气流流速等参数的测量来验证风机工作频率与实验段的空 气平均流速是否呈线性关系，以及新建成风洞内气流的方向性、稳定性和均匀 性，新建成风洞的紊流度范围；最后通过对实验数据及各项参数的评定，评价 该新建风洞的流场品质。为今后的空气动力学实验做准备。此风洞流动特性的 研究对小型实用风洞的推广应用具有实际意义。 关键词关键词: : 直流式低速风洞直流式低速风洞; ; 流动特性流动特性; ; 实验研究实验研究 东北电力大学本科毕业论文 - II - Title low speed blow down wind tunnel tests on the aerodynamic chara

3、cteristics Abstract In this thesis, it is mainly about the newly-built low speed blow down wind tunnel in our college. The center government and the local government raised money for this project. In the process of researching and studying aerodynamic features through experiments, wind speed, flow f

4、ield uniformity and other aspects can be checked that whether they meet the standard or not Wind tunnel is a kind of special device air experiments, and it makes gas with controllable speed with the power device inside. In this way, laboratory study on aerodynamics can be done. According to the theo

5、ries of flow relativity principle and flow simulation principle, a model needs to be fixed in the experimental section. This thesis tries to combine theory with practice on study of low speed blow down wind tunnel. In the experimental section, measuring parameters, such as airflow speed, stability,

6、directivity, distortion and flow field uniformity, is to check that whether the liner relationship is sketched between fan working frequency and average air velocity in the experimental sector. Besides that, flow directivity, stability and uniformity in the newly-built wind tunnel and the scope of d

7、istortion are also checked. In the end, the flow field quality of this newly-built wind tunnel is evaluated by the evaluation of the data and parameters in this experiment. Keywords: low speed blow down wind tunnel; uniformity of flow; Experimental Study 目 录 目 录 摘摘 要要.I ABSTRACTII 目目 录录IV 第一章第一章 绪绪

8、论论 1 1.1 课题研究背景及意义1 1.2 国内外研究现状2 1.3 本文研究主要内容5 第二章第二章 实验设备及实验方法实验设备及实验方法 6 2.1 实验设备6 2.2 实验方法7 2.3 气流性能要求8 第三章第三章 实验数据处理方法实验数据处理方法 10 第四章第四章 实验结果与分析实验结果与分析 13 4.1 第一实验段不同工作频率下各测点的流动速度（m/s）13 4.2 第二实验段不同工作频率下各测点的流动速度（m/s）18 4.3 流场均匀性22 4.4 气流稳定性23 4.5 气流紊流度23 4.6 气流方向23 结结 论论 25 致致 谢谢 26 东北电力大学本科毕业论文

9、 - V - 参考文献参考文献 27 第一章 绪 论 - 1 - 第一章 绪 论 1.1 课题研究背景及意义 风洞是进行空气动力学实验的一项基本设备。它是按照特定要求设计的， 借助于动力装置在其实验段内产生可调节速度的气体流动，使实验段内的模型 流场能够模拟或部分模拟原型流场，以进行各种类型的空气动力学实验研究。 根据流动相对性和相似性原理，将实验模型固定在实验段内，当气体以一定的 速度流过模型时，测量记录流场的参数和模型的气动力响应，即可推算到与模 型相对应的原型物在空气中运动时收到的气动力1。 风洞按照实验段的速度范围，大体上可以分为六种类型：当马赫数小于 0.3 的风洞称为低速风洞;当马

10、赫数在 0.30.8 范围内的风洞称为亚音速风洞;当 马赫数在 0.81.2 范围内的风洞称为跨音速风洞; 马赫数在 1.25.0 范围内的 风洞称为超音速风洞; 马赫数大于或等于 5.0 的风洞称为高超音速风洞。 速度在 0135m/s 或马赫数 M0.4 的风洞为低速风洞。低速风洞的特点是： 尺寸大、连续运转、对气流的性能要求高。低速风洞由于流速比较低，其中的 气流基本上可以看成是不可压缩的。在各类风洞中，低速风洞的历史最悠久， 种类和数量最多，发展也最为完善2,3。 风洞在航空航天领域中一直起着非常重要的作用，从我国 1903 年出现第 一架飞机以来，所有的飞行器在研制过程中的性能测定都

11、是在风洞中进行的。 随着工业科学技术的发展，风洞的应用远远超出了航天航空领域，也越来越多 的用于解决其它工业上的空气动力学问题，如高压线风载、各种交通工具的空 气动力阻力、高层建筑以及桥梁承受风载的能力和气动弹性测定、大气污染森 林防风固沙、叶片的机械性能试验以及诸如风力发电场等研究课题。没有风洞 试验，摩天大楼、大型体育场馆、高速列车和火电厂的建设是不可想象的4。 1965 年英国渡桥电厂冷却塔的倒塔事件，充分说明了风洞试验的重要性。近年 来，国外发达国家已经开始调整风洞运行模式，探索新概念风洞，发展新试验 技术，拓展风洞试验能力。 风洞试验的主要任务是正确模拟气流流过实物的流态并提供精确的

12、实验数 据。为进一步改进设计方案,改善被测物体的空气动力学特性提供可靠的依据。 同时精确的风洞实验数据也是建立复杂流场的流动模型、验证计算方法的依据, 东北电力大学本科毕业论文 - 2 - 风洞实验数据精确与否直接关系到设计方案的取舍。因此,在风洞实验中,数据 的采集与处理就显得非常重要5-8。 在各种空气动力学实验中，需要测量气流参数（如压强、流速、温度、流 向、紊流度等）中的一种或几种。为了减小和消除系统误差，须使流场品质满 足规定的标准。为此，在进行空气动力学实验之前，需要测量空风洞（无模型） 实验段中气流参数的空间分布。此即流动特性研究，也叫流场校测。新建成的 风洞需进行流场校测，已建

13、成的风洞也需定期进行流畅校测9,10。本实验室于 2007 年新建成直流式低速风洞试验装置，需要对该风洞整体运行情况和实验段 内的流场特性进行了解，对风洞整体的总体性能作出评价，为今后的空气动力 学实验做准备。此风洞流动特性的研究对小型实用风洞的推广应用具有实际意 义。 1.2 国内外研究现状 世界上公认的第一个风洞是英国人温罕姆（F.Wenham）于 1871 年建造的 低速风洞，但风洞的真正发展是在二十世纪初飞机问世之后，它在空气动力学 的研究、飞行器的生产实验以及换热器的性能实验方面得到飞速的发展。首先 是低速风洞的发展。1907 年普朗特建造的风洞具有等截面的洞身管道，能量消 耗很大。

14、1917 年，普朗特将洞身管道变成截面型式，接近现代单回路风洞的形 状。1914 年法国工程师艾菲尔（Eiffel）建造了没有回路的开路式风洞11。第 一次世界大战以后，由于使用了金属结构材料，出现了单机翼，再加上翼剖面 和机翼平面形状的改进，飞机速度有了很大的提高；同时，发动机功率也有很 大的提高。因而提出了一系列空气动力问题。例如，如何提高螺旋桨的效率； 在较高雷诺数下翼剖面及其他模型特性；如何减小飞机的废阻力等等。为了解 决这些问题，从 1925 至 1933 年期间，低速风洞向大型和高速两个方向发展： 一些比较大型的风洞可以进行全尺寸的螺旋试验，可以改进螺旋桨的叶片几何 形状及其与发动

15、机、飞机之间的相互位置等等12。1933 年美国制造了第一个全 尺寸风洞，可以在真实飞机或全尺寸模型上研究如何减小飞机各部件以及它们 之间相互干扰所引起的废阻力；同时也出现了高速风洞，用于研究螺旋桨转速 增加和直径加大所引起的尖部气流的压缩性影响问题。除低速风洞外，为了试 验炮弹的气动力作用和研究超声速流动，瑞士人阿克雷特于 1932 年建成了世 界上第一座超音速风洞，试验段面积为 0.4 m0.4 m，马赫数（风速与声速之 比）为 2。上世纪五十年代是大型超音速风洞的大发展时期。为适应跨超声速 第一章 绪 论 - 3 - 飞行器的发展，1956 年美国建成世界上最大的超音速风洞，试验段面积

16、4.88 m4.88 m，马赫数为 0.84.88，功率为 1.61105 kW。1958 年美国航天局建 成试验段直径为 0.56 m，马赫数可高达 1822 的超高音速风洞。跨音速风洞 的出现是在超音速风洞之后，1947 年，美国 NACA 兰利研究中心采用实验段 洞壁开槽的方法，研制成功世界上第一座跨音速风洞13-17。最近几十年，跨音 速风洞正在朝增大实验雷诺数的方向发展。为研究导弹或火箭的气动力学问题， 1949 年出现了高超音速风洞，实验口径 0.28m0.28m，M 数从 6.818，用空 气或氦气作为工作气体，最大驻点压强为 110 个大气压，最大驻点温度为 2600K18。

17、除此以外，20 世纪 60 年代以来，随着第三代战斗机和大型客机的出现， 绕飞机的流动愈来愈复杂，法国 ONERA 的 F1 风洞的问世解决了这一难题。 1977 年建成的法国 F1 亚声速风洞是国际上高 Re 数主力风洞之一，主要用于 民用飞机的半模和全模实验、战斗机的性能研究、气动弹性实验等。该风洞的 实验段尺寸为 4.5m3.5m，实验段风速为 0125m/s（M=00.37），风洞最 大增压为 4105Pa，风扇电机功率为 9500kW，风洞最高 Re 数高达 7.5106。 美国深感本国高 Re 数风洞实验设备的不足，于 20 世纪 80 年代美国建成一座 低温风洞，以氮气（氮气凝固

18、点低，适于低温下工作）为工作介质，温度范围 为 34078 K，压强可达 9 atm，试验段面积为 2.5 m2.5 m，马赫数为 0.21.2，雷诺数高达 12。德国与荷兰投资合建的 DNW 风洞于 1979 年 6 10 建成投入使用，它是目前国际上低速常压风洞中技术最先进、功能最全、使用 效率很高的现代化风洞。由法国、荷兰、英国、德国投资合资的欧洲跨声速风 洞 ETW 是一座与美国 NTF 类似的低温风洞（实验段尺寸 2.4m2.4m，M 数 0.151.30），于 1993 年建成并投入使用。其综合性能、生产率和运行成本均 优于美国的 NTF。法国新建的两座风洞主要用于对陆地车辆进行空

19、气动力学和 空气声学的研究。第一座风洞按 1:1 的比例建造，喷口截面 24m2，3/4 喷射流 开度，风速为 0240km/h，可以对各种车辆的空气动力学和空气声学进行研 究。第二座风洞按 2:5 比例建造，喷口截面 3.84m2，3/4 喷射流开度，只是用 于空气动力学的研究19。 在低速风洞发展到高速风洞、跨音速风洞、超音速风洞甚至高超音速风洞 的同时，低速风洞本身也在不断发展、完善和多样化22。除了一些特种风洞 （如烟风洞、尾旋风洞、冰风洞等等）以外，低速风洞主要有以下几个方面的 发展： （1）为了提高风洞实验的雷诺数（描述空气等黏性流体流动状态的无量 东北电力大学本科毕业论文 - 4

20、 - 纲数），风洞的尺寸越来越大20。1980 年美国将一座旧的低速风洞改造成为世 界上最大的全尺寸风洞，它是具有串连的双试验段，试验段面积为 24.4 m12.2 m，风速达 150 m/s，功率为 1105 kW， 可以直接把原形飞机放进试 验段中吹风。 （2）采用压力风洞的方案。所谓压力风洞，是指工作压力高于和低于环 境大气压的风洞22。提高风洞的压力，可以增大雷诺数。在低压下运转可以节 省功率。控制压力和速度的变化，可以独立改变 M 数和 Re 数。英国 RAE 于 1975 年建成了一座低速压力风洞，试验段面积为 5 .05m4.2 m，风速为 0133m/s（M=00.39），风洞

21、最大增压为 3105Pa，风扇电机功率为 11000kW，风洞最高 Re 数可达 7.2106。 （3）风洞的速度范围比较宽。最高风速一般在 100 米/秒以上。从零至最 高风速可以连续调节。如本课题实验风洞的串连式双实验段相当于增加了风洞 的速度范围。 随着工业技术的发展，从 20 世纪 60 年代开始，风洞试验（主要是低速风 洞）从航空航天领域扩大到一般工业部门。20 世纪 90 年代以来，风洞更广泛 的应用于民用航空、建筑、气象、工程研究以及各种交通工具的气动力特性等 领域。例如，当汽车速度达到 180 km/h 时，空气阻力可占总阻力的 1/3。对小 汽车模型进行风洞试验，合理修改形状

22、可使空气阻力减小 75。近年来，由于 环境的失衡，自然灾害所造成的破坏越来越大，2004 年底的印度洋海啸、2005 年席卷美国的飓风“卡特里娜”都带来巨大的人员伤亡和财产损失，各种建筑、 桥梁等的抗风压特性已经成为建筑物本身非常重要的性能指标。对建筑物模型 进行风载荷试验，从根本上改变了传统的设计方法和规范，大型建筑物如大桥、 电视塔、大型水坝、高层建筑群等，已规定必须进行风洞试验。这方面已有深 刻教训，1940 年美国的一座大型钢索吊桥塔科马（Tacoma）大桥，由于 并不是很大的风载荷，导致桥体发生强迫振动和共振，从而断塌，引起建筑学 界强烈震惊。各行各业的发展越来越需要空气动力学和风洞

23、试验的参与，对此 已经形成了新的学科：“工业空气动力学”和“风工程学”23。除了用于军事 目的，民用汽车、火车、桥梁、高层建筑、气体计量仪表等，都可以在风洞中 做试验。 我国的风洞建设发展迅速，1977 年中国空气动力研究与发展中心建成亚洲 最大的低速风洞，该风洞主体结构长 66m、宽 33m，实验段截面 2.4m2.4m，其串联双试验段面积为 8 m6 m 和 16 m12 m，风速达 100 m/s，功率为 7 800 kW，主要用于航空航天飞行器空气动力研究，风洞总体性 第一章 绪 论 - 5 - 能先进，模拟状态更接近真实飞行条件，达到世界先进水平。1999 年又建成具 有世界规模的跨

24、声速风洞，试验段口径为 2.4 m，马赫数为 0.61.2。为满足 我国 21 世纪初军用、民用飞机研制对低速风洞实验中高 Re 数的需要，中国航 空工业空气动力研究院计划于 2005 年建成一座性能先进的低速增压风洞。该 风洞轴线为 78m（长）18m（宽）；最大直径 16m（稳定段）；容积 13000m3；实验段尺寸为 4.5m（宽）3.5m（高）11m（长）；最大风速为 130m/s；风洞压力范围为 00.4Mpa；风洞功率为 9500kW；最高雷诺数达到 8.5106。然而我国目前建立的风洞大多分布在有关航空航天领域各部门，且 多为修建费用昂贵的较大型高速风洞24。为适应工业科学技术发

25、展需要，在非 航天航空领域，我国风洞技术也迅速的发展起来。例如，对于大型工厂、矿山 群，将其做成模型，在风洞中进行防止污染和扩散的试验。在这种风洞中，试 验段的气流并不是均匀的，从风洞底板向上，速度逐渐增加，模拟地面“风”的 运动情况（称为大气边界层），我国也已建成了十几座这样的风洞。 1.3 本文研究主要内容 为了对本实验室新建成的直流式低速风洞试验装置的总体性能作出评价， 对该风洞整体运行情况和实验段内的流场特性进行了解，为今后的空气动力学 实验做准备，尤其希望在今后的科学试验中充分利用这套风洞装置。本课题拟 采用实验和理论研究分析两者相结合的方法进行直流式低速风洞流动特性的研 究。需要完

26、成如下工作： 1.建立直流式低速风洞的实验系统，包括转速测量系统、压力测量系统、 流速测量系统以及数据采集系统等； 2.通过对风洞实验段内气流流速、稳定性、方向性、紊流度、流场均匀性 等参数的测量来验证风机工作频率与实验段的空气平均流速是否呈线性关系， 以及新建成风洞内气流的方向性、稳定性和均匀性，新建成风洞的紊流度范围； 3.最后通过对实验数据及各项参数的评定，评价该新建风洞的流场品质。 东北电力大学本科毕业论文 - 6 - 第二章 实验设备及实验方法 2.1 实验设备 本课题拟在低速风洞实验台上进行实验研究。该实验风洞属于直流式低速 风洞，采用前后串连的双实验段方案，即实验段有两部分，第一

27、实验段尺寸为 1200mm1200mm，第二实验段尺寸为 800mm800mm。本风洞采用变频装 置来调节风速，其最大速度可达 30m/s（以第二实验段为标准） 。风机采用 HL3-2A 混流式风机，转速 960 转/分钟，功率 30 千瓦，风机运行时最大噪声 小于 90dB(A)。系统控制采用 PLC 实现，通过 PLC 对整个系统实现自动、半 自动、远方手动或就地手动控制。实验段有透明部分，满足可视化测量要求。 风洞效果图如图 2-1 所示： 1. 蜂窝器 2.稳定段 3.第一收缩段 4.第一实验段 5.第二收缩段 6.第二实验段 7. 扩压段 8. 风机 图 2-1 风洞效果图 该实验数

28、据采集通过皮托管，通过 R 法交变器传入计算机内，通过数据处 理软件进行数据处理。数据采集系统示意图如图 2 所示。 第二章 实验设备及实验方法 - 7 - 1.数据采集系统 2.计算机 3.电源 4. Dwyer 166T 型 伸缩式皮托管 5.风洞 图 2-2 数据采集系统示意图 2.2 实验方法 1、实验内容： （1）有效试验段内气流流速的测量； （2）有效试验段内气流的均匀性； （3）有效试验段内气流的稳定性； （4）有效试验段内气流的方向； （5）有效试验段内气流的紊流度。 2、实验步骤： a、测点布置 （1）第一试验段 分别在 XY 方向上均匀分布 9X9 共 81 个测点,其中

29、X 为风洞宽,Y 为风洞 的高.具体分布见图 2-3： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 东北电力大学本科毕业论文 - 8 - 9 图 2-3 第一试验段测点分布图 （2）第二试验段 分别在 XY 方向上均匀分布 6X6 共 36 个测点，分布规则同第一试验段。 具体分布见图 2-4。 b、试验装置 Dwyer 166T 型 伸缩式皮托管 1 166P100BA4YA 型差压变送器 1 24V 直流电源 1 250 电阻 1 数据采集系统 c、试验过程 本试验采用皮托管和差压变送器测定气流的动压，在试验段测量截面的各 个测点内，分别测定频率为 3，5，10，1

30、5，20，25，30，35，40，45，50Hz，共 11 个频率的数据。试验 前首先要确定实验室内大气压力，密度以及温度，为后期修正环境对试验数据 的影响提供依据。试验时，将变频器调到设定频率上，稳定 5 分钟，在稳定工 况下，对于每个测点等时间间隔多次读取数据。 123456 1 2 3 4 5 6 图 2-4 第二实验段测点分布图 2.3 气流性能要求 实验段是安装模型进行实验的地方，该区域的气流空气动力特性的好坏决 第二章 实验设备及实验方法 - 9 - 定了风洞设计和制造的成败，直接影响到测量结果的可靠性，是风洞各组成部 分工作的最后体现和评价一个风洞好坏的主要指标26。任何风洞要保

31、证实验段 处的流场均匀，紊流度较低，具体有如下方面的要求： （1）气流各参数流速、压力、温度等在实验段内的任一截面上尽可 能达到均匀分布，并且不随时间改变。平均速度的均根误差通常要求小于 0.25，均匀区占气流横截面积的 90左右； （2）气流的稳定性一般要求 0.5； （3）气流方向与风洞轴线之间偏航角应尽可能小，俯仰方向小于 0.5， 偏航方向小于 1； （4）具有合乎的紊流度要求：普通风洞小于 1，低紊流风洞为 0.010.02。 东北电力大学本科毕业论文 - 10 - 第三章 实验数据处理方法 风洞试验是模拟模型在静止大气中运动的一种试验。当模型固定不动时， 要求风洞气流的各参数在时间

32、和空间的各点上，都是均匀的。并且还必须满足 相似准则对气流提出的要求。但在实际风洞流场中，要完全做到这一点，几乎 是不可能的。通常，当一个风洞建成后，需要在实验段的各个截面上逐点测定 气流的流动品质及风洞效率等。实验段气流的各种特性包括如下一些指标： （1）流速。在低速气流中，如测出气流的总压与静压 p 之差，即测出气 0 P 流的动压，则可根据伯努利方程计算出气流速度。即 （3 v KppV)( 2 0 1） 其中：为速度探针的校正系数，在比较均匀的低速气流中通常用皮托 v K 管感受气流的动压。 （2）气流均匀性。速度的均匀性是指气流速度在空间的分布情况。一般 要求风洞实验段内各个截面内各

33、点的气流速度与气流平均速度相对偏差的均方 根值小于某一给定值。 速度偏差的均方根为 v （3 n i iv vv n 1 2 )/( 1 1 平均 2） 其中，为气流平均速度，因为在同一测点，每次测量的时间间隔基本相等， 平均 v 故根据时均速度的定义： （3 n i i n i i n i iit i v n t vt dtv t v 1 1 1 0 1 )( 1 平均 第三章 实验数据处理方法 - 11 - 3） 即可用多次测量的算术平均值作为该测量点的时均速度。 为第 i 点的速度； i v 为第 i 点的速度偏差，；v 平均 vvv i n 为测量点数。 （3）气流稳定性。气流的稳定性

34、是指气流的动压或速度随时间而脉动的情 况。其用规定时间（完成一个测点上的测量所用时间）瞬时动压和平均动压之 差绝对值的最大值与平均动压之比表示，即： （3%100 max d dd p pp 4） 对风洞的稳定性的一般要求为 0.5%。 （4）气流紊流度。假定流动为一元流动，根据紊流度的定义，各测点上的 紊流度由下式确定： （3 平均 平均 平均 v vv n v vvv n i i zyx 1 2 2 2 2 )( 1 )( 3 1 5） （5）气流偏角 在低速气流中常用多孔探头，例如五孔探头来测量流场中某一点的气流方 向。探头的头部为半球形，上面开有 5 个测压孔。上、下两个测压孔（孔 1

35、 和 孔 2）用来测量气流在垂直平面内气流方向与探头轴线的夹角 ；左、右两个 测压孔（孔 3 和孔 4）用来测量在水平面内气流方向与探头轴线之间的夹角 。孔 5 用来感受总压。 五孔探针测量流向的原理是：假定半球形头部和 5 个测压孔的加工都非常 准确，当气流顺着探头轴向流动时，。而当气流方向与探头 4321 pppp 轴线之间有偏角时，则会引起半球形头部的表面压强发生变化。对上、下两个 孔来说，产生与 有关的压强差，即 与有关。而 21 pp 2121 ppp 左、右两个测压孔产生与 有关的压强差，即 与有关。此 4343 ppp 东北电力大学本科毕业论文 - 12 - 时，若转动探头，使，

36、则探头轴向方向即为气流方向。 4321 ,pppp 在实际使用中，这种转动探头的方法的缺点是测量时间长，测量设备复杂 （需要精密的转角机构） ，测量准确度低（会受到孔头部形状的加工准确度、 趋近于零的判读准确度和转角机构准确度等的影响） 。因此，通常用校准方p 法来标定气流方向。使用时，将五孔探头安装在待测流场中，测出各测压孔感 受的压强值，根据校准公式即可确定探头所在位置处气流的方向。 这种五孔探头可用来测量40以内的气流偏角。 第四章 实验结果与分析 - 13 - 第四章 实验结果与分析 4.1 第一实验段不同工作频率下各测点的流动速度（m/s） 第一实验段采用皮托管和差压变送器测定气流的

37、动压，在实验段测量截面 的各个测点内（测点分布图见图 2-3） ，分别测定频率为 f=3，5，10，15，20，25，30，35，40，45，50Hz，共 11 个频率的数据。然 后经过数据采集系统通过公式（3-1）统计出各测点的流速，数据采集如下表 4-1-1 至 4-1-11。然后通过公式（3-3）计算出各频率下的平均速度。 表 4-1-1 f=3Hz 测点号123456789 11.1890 1.2088 1.2235 1.2595 1.1562 1.2534 1.2584 1.2493 1.1878 21.2463 1.2783 1.2667 1.3045 1.2411 1.2963

38、1.3077 1.2941 1.2618 31.1227 1.1588 1.3039 1.3510 1.0942 1.3063 1.3283 1.2896 1.2438 41.1020 1.1123 1.3508 1.3063 1.3110 1.3206 1.3242 1.2975 1.2559 51.2574 1.3537 1.3596 1.3252 1.1530 1.3326 1.3193 1.3076 1.2485 61.1871 1.2994 1.0887 1.1443 1.2528 1.3149 1.3110 1.2596 1.2413 71.3021 1.3581 1.2933 1

39、.3094 1.3238 1.2932 1.2207 1.2489 1.2582 81.2966 1.3071 1.2909 1.3025 1.3078 1.2661 1.2241 1.2181 1.2413 91.2660 1.2275 1.2733 1.3031 1.2292 1.2283 1.1697 1.2417 1.2506 平均速度为：1.260m/s 表 4-1-2 f=5Hz 测点号123456789 12.0352 2.0539 2.0590 2.0599 2.0547 2.0534 2.0598 2.0544 2.0454 22.0456 2.0910 2.0930 2.0

40、633 2.0417 2.0567 2.0692 2.0590 2.0521 32.0735 2.0679 2.0838 2.0741 2.0624 2.0772 2.0828 2.0654 2.0544 42.0169 2.0928 2.0670 2.0901 2.0930 2.0718 2.0587 2.0579 2.0473 52.0256 2.0644 2.0911 2.0679 2.0566 2.0744 2.0698 2.0584 2.0528 东北电力大学本科毕业论文 - 14 - 续表 4-1-2 62.0110 2.0929 2.0559 2.0789 2.0453 2.08

41、17 2.0764 2.0647 2.0593 72.0788 2.0901 2.0509 2.0800 2.0820 2.0708 2.0690 2.0745 2.0569 82.0482 2.0734 2.0568 2.0647 2.0388 2.0444 2.0874 2.0563 2.0457 92.0527 2.0761 2.0591 2.0674 2.0559 2.0546 2.0662 2.0412 2.0376 平均速度为：2.063m/s 表 4-1-3 f=10Hz 测点号123456789 13.9551 3.9998 4.0263 4.0240 4.0438 4.029

42、6 4.0400 4.0513 4.0064 24.1007 4.1063 4.1068 4.1039 4.1049 4.0984 4.1121 4.1070 4.0963 33.9965 4.1016 4.1330 4.1299 4.1134 4.1246 4.1190 4.1244 4.1137 43.9544 4.1217 4.1045 4.1246 4.1269 4.1264 4.1101 4.1214 4.0702 53.9178 4.1204 4.1343 4.1312 4.1381 4.1321 4.1191 4.1255 4.1129 63.8954 4.1329 4.0224

43、 4.1129 4.1241 4.1190 4.1147 4.1193 4.0951 73.9044 4.0992 4.1007 4.1133 4.1016 4.1129 4.0993 4.1061 3.9877 84.1106 4.1060 4.1301 4.1152 4.1151 4.1152 4.1117 4.1070 3.9331 94.0671 4.0396 4.0958 4.1022 4.0406 4.0931 4.0966 3.9675 4.0937 平均速度为：4.082m/s 表 4-1-4 f=15Hz 测点号123456789 15.8042 5.8595 6.0115

44、6.0835 6.0466 6.1108 6.1222 5.9037 5.8073 25.8902 6.1831 6.2092 6.1625 6.1579 6.1578 6.1700 6.1774 5.8145 35.7993 5.8902 6.1560 6.1635 6.1372 6.1560 6.1409 6.1208 5.8697 45.7923 5.8863 6.1682 6.1456 6.1391 6.1504 6.1653 6.0574 5.9052 55.7893 5.8805 6.1597 6.1428 6.1258 6.1437 6.1249 5.8986 5.8248 65

45、.8052 5.8706 6.1164 6.1267 6.1031 6.1362 6.1315 5.9445 5.8132 75.7982 5.8449 6.1371 6.1371 6.0880 6.1127 6.1117 5.8772 5.7985 85.8450 6.1391 6.1373 6.1203 6.0680 6.1288 6.1202 6.1089 5.8261 95.7930 5.8291 6.0681 6.0466 6.0212 6.1090 6.0659 6.0633 5.8798 平均速度为：6.024m/s 第四章 实验结果与分析 - 15 - 表 4-1-5 f=20

46、Hz 测点号123456789 17.9549 8.1314 8.1417 8.1675 8.1314 8.1852 8.0612 8.0912 8.0181 27.9700 8.1945 8.1760 8.2300 8.1579 8.2052 8.0883 8.1125 8.0418 38.0522 8.1782 8.1739 8.2009 8.2111 8.1981 8.0652 8.0531 8.0512 47.9883 8.2109 8.2023 8.1838 8.2309 8.2109 8.0912 8.1187 7.9986 57.9795 8.1582 8.2009 8.1867

47、 8.1954 8.1952 8.0666 8.0990 7.9762 67.9803 8.1853 8.1924 8.1817 8.2139 8.1724 8.1556 8.1690 8.0440 77.9495 8.1767 8.1732 8.1425 8.1584 8.1710 8.1569 8.1495 7.9820 88.0012 8.1468 8.1173 8.0634 8.1867 8.0677 8.1326 8.0541 8.0361 98.0141 8.0893 8.1155 8.0908 8.1294 8.0420 8.1049 8.0588 7.9646 平均速度为：8.

48、115m/s 表 4-1-6 f=25Hz 测点号123456789 19.952 10.100 10.123 10.093 10.043 10.123 10.130 10.107 10.061 210.005 10.092 10.113 10.069 10.069 10.113 10.113 10.104 10.079 39.959 10.042 10.093 10.089 10.236 10.203 10.106 10.121 10.104 49.997 10.104 10.166 10.146 10.259 10.090 10.089 10.189 10.128 510.027 10.0

49、97 10.106 10.111 10.229 10.117 10.091 10.173 9.979 69.985 10.075 10.157 10.072 10.255 10.120 10.137 10.127 10.037 79.985 10.040 10.140 10.129 10.219 10.170 10.095 10.184 10.011 89.979 9.999 10.112 10.135 10.131 10.197 10.137 10.163 10.022 910.037 10.046 10.117 10.131 10.149 10.163 10.101 10.119 10.066 平均