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纯手工制作边界层总压探针

3年前浏览4414

导读:这几天的试验需要测量边界层内的速度分布,只需要知道平均速度即可,不需要知道湍流信息。这时用微小的总压探针就行了,这种总压探针也叫边界层总压探针。其实就是皮托管,只不过尺寸小一点。我把设计和制作过程记录了一些,分享给有需要的人。


1. 需求分析

需要测量的是压气机进口的流场,从壁面孔伸进去,分别测量机匣和轮毂处的边界层。很难用一支探针兼顾两端,所以设计了两种探针,一支测量轮毂的边界层,一支测量机匣的边界层,如图所示。

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2. 探针设计

探针用三种不锈钢管制作,外径分别为4mm,2mm和1mm,其中4mm管用做探针支杆,1mm管做探针头部,2mm管用于过渡和引气,用胶粘接。设计图如下:

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做为探针的头部,把1mm管端部压扁至0.5mm,以减小沿壁面法向的尺寸,提高空间分辨率。


3. 探针制作

探针的制作是纯手工。用到的工具就是一些钳子、锉、卡尺、砂纸、放大镜什么的。

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三个小钳子分别用来剪断,弯管和夹扁。大锉刀用来截断粗管,小锉刀用来整形,砂纸用来打磨。下面是弯好的探针头部:

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探针的唇口需要打磨光滑,对于1mm的圆口,外部砂纸打磨,内部用小钻头捻一下。

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然后需要把头部夹扁,这一步比较难,因为我用这个不锈钢管有点脆,按理来说应该先退一下火,可是手边连个打火机都没有,于是就冷加工了,效果不是很好,凑合用吧。

弯管的时候,在细管中插一根钢丝,可以防止弯的地方变扁,弯完之后钢丝可以用力拽出来。捏扁头部的时候,也插一根钢丝进去一起捏扁,有同样作用。

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这......说好的按图纸加工呢?这头部形状也太随意了吧,哈哈。还好我本人也就是使用者,我说可以就可以啦。


接下来组装成探针。

用金属修补剂比较好,粘完了还可以修锉,不过我手边没有,就用的是AB胶粘的,粘完过20小时还有点软的时候,用小刀小心地把多余的胶削掉,再过一天完全硬化后用砂纸整形和打磨光滑。


4. 做好的探针

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活儿有点糙,毕竟工具和材料都是凑合的,而且咱也不是专业技工,还可以啦,凑合用吧,对测量精度影响不大。


其实也不是一次成功,下面是一些头部的废品们:

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理论科普其他工艺湍流流体基础
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首次发布时间:2021-02-03
最近编辑:3年前
王洪伟
博士 | 教师 教书,也做科研,但主要是学习。
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