鋒速達通風降溫系統(tǒng)
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降溫設備中央空調風管保溫材料防火等級探究風洞七孔壓力探針的校
難燃B1級保溫板不會延燃
目前市場上采用保溫材料的中央復合空調風管有：
一、玻鎂復合板風管，采用難燃B1級聚苯乙烯泡沫板保溫，泡沫板兩邊復合玻璃纖維增強氯氧鎂水泥。
二、聚氨酯鋁箔復合風管，采用難燃B1級聚氨酯泡沫板保溫，泡沫板兩邊復合鋁箔。
三、酚醛鋁箔復合風管，采用難燃B1級酚醛泡沫板保溫，泡沫板兩邊復合鋁箔。
四、彩鋼板保溫復合風管，采用難燃B1級聚苯乙烯、聚氨酯或酚醛泡沫板，泡沫板兩邊復合彩鋼板。
通過分析試驗數據，得到如下信息：
一、有機泡沫類通風管道的材料性能不能達到A級。
二、玻璃棉復合風管盡管以無機玻璃棉為主要材料，但若要滿足風管的強度要求，需要增加黏接劑用量，有機黏接劑的增加影響玻璃棉的熱值和毒性。因此，本次試驗中的樣品未能達到A級要求。
三、機制玻鎂復合板風管整體防火性能非常好，結果完全滿足A級要求。該復合風管雖然同樣以聚苯乙烯泡沫為保溫芯材，但是泡沫未直接暴露在火焰中，盡管泡沫板熱值達30MJ/kg，但泡沫板兩面的鎂水泥熱值很小，僅為1.8MJ/kg，該機制玻鎂復合板風管完全滿足GB8624－1997版《建筑材料及制品燃燒性能分級》中A級（復合夾芯）材料的要求。
根據公安部四川消防科學研究所對復合風管燃燒性能試驗結果分析，除了機制玻鎂復合板風管為不燃A級，聚氨酯復合風管、酚醛復合風管、聚苯乙烯復合風管均為難燃B1級。難燃B1級泡沫板受鹵元素阻燃劑影響，從燃燒指標和現象分析，泡沫板在火的作用下燃燒，離火自熄，泡沫板本身不會延燃，可以達到阻止火災蔓延的作用。
風洞七孔壓力探針的校準技術
沈天榮 劉海涌 劉松齡 游紹堃 / 西北工業(yè)大學
摘要:采用不轉動法校準 L 型七孔壓力探針，使用二維插值算法得到插值結果，并與真實值比較，結果表明，風洞采用七孔壓力探針可以準確地測量三維大角度流場內的速度分布。
Calibration Technology of Seven-hole Pressure Probe for Wind Tunnel
Abstract: L type seven-hole pressure probe is calibrated using non-rotating method, and interpolation result is got by two-dimensional interpolation algorithm , comparing with real value. The result shows, the velocity distribution in three-dimensional wide-angle flow field will be measured accurately using seven-hole pressure probe for Wind Tunnel.
1 引言
在航空航天的流場測量中，經常遇到復雜的三維大角度流動情況，如燃氣輪機渦輪葉片尾緣，飛機翼型附近的復雜流場。通常用 3 種測量工具來測量流場中的速度分布：三孔壓力探針，五孔壓力探針和熱線探頭。但是由于探針只能在俯仰角和側滑角不超過時才能準確測量，而熱線探頭則容易被空氣中的塵土顆粒碰斷，并且測量的是空間平面的平均速度分布，并非是空間一點速度分布。所以為了測量大角度的復雜三維流場采用七孔壓力探針（簡稱七孔針）。盡管采用七孔針測量流場需要大量時間，并且校驗方法也極其復雜，但是可以對大角度流場進行準確的測量。
國外有一些關于使用七孔針測量流動分布和七孔針校準技術的研究[1-3]。國內關于七孔壓力探針校準技術卻很少。本文主要討論七孔針的校準技術并對校準結果進行分析，發(fā)現七孔針可以準確地測量大角度三維流場。
2 試驗裝置及校準過程
2.1 校準坐標系
2.2 試驗裝置
七孔針的校準工作是在我校吹氣式風洞內完成的。風洞出氣口直徑為Φ75mm ，風洞出口截面湍流度 <0.3% 。該風洞可以校準的 Ma 數范圍為0.1 ～ 0.8在風洞穩(wěn)定段內采用蜂窩器和整流孔板以保證進氣流場均勻，同時使用維托辛斯基曲線設計收縮噴管以保證噴口出口截面上速度分布均勻。探針安裝在由步進電機控制的自動坐標架上，坐標架能使探針在俯仰，側滑，前后，左右和上下 5 個方向運動。探針針頭始終正對風洞出氣口的湍流核心區(qū)。壓力測量工程包括七孔針，壓力變送器，PC 和使用步進電機控制的自動坐標架，其中壓力變送器的精度為 0.1％。校準的 L 型七孔針由我校傳熱試驗室制造，探針圓錐形針頭外徑為Φ2.5mm ，每個測壓管直徑Φ0.8mm ，針頭錐半角為60°，探針具體尺寸見圖 3 。
2.3 校準過程
當來流與七孔針角度較小時，探針上每個測壓孔均可以正確感受壓力，如圖 4a ，可以使用 7 個測壓孔測得的壓力數據來計算角度系數和壓力系數；但是當氣流方向與探針角度較大時（>25°），氣流流經探頭時將會發(fā)生分離 , 使一部分測壓孔得到的數據不正確，如當來流正對 4 孔并與探針軸線方向夾角大于30°時，氣流在1孔附近將會發(fā)生分離（圖4b）。所以，選取偏離氣流方向最小的測壓孔（即壓力讀數最大的孔）及其兩側的測壓孔和中心孔得到的數據計算壓力系數和角度系數，此時，七孔針則變成 6 個四孔針。圖5按上述情況將校準區(qū)域分成7個區(qū)，每個區(qū)內校準點即為相應的孔壓力讀數最大。
對于小角度區(qū)先固定－個α，然后轉動β，逐一進行校準，直到全場掃遍為止；對于大角度區(qū)依據圓周角θ和錐角φ ，通過坐標變換 [式（1）,（2）] 得到相應的俯仰角α和側滑角β，由于每個校準點俯仰角α和側滑角β均不同，所以每校準一個點都需要改變俯仰角α和側滑角β。校準的角度范圍是：，對于小角度區(qū)校準點俯仰角α和側滑角β角度間隔5°，對于大角度區(qū)校準點圓周角θ和錐角φ角度間隔5°；校準 Ma 數為 0.17 （速度為 60m/s ）。圖 6 為校準點數及按校準后依據壓力讀數最大值劃分的實際各個區(qū)位置的真實分布，不同的顏色表示不同的區(qū)域�？梢钥吹诫m然實際分區(qū)與理想分區(qū)略有差別，但是實際分區(qū)的分界線與理想分區(qū)的位置很接近，這說明探針的制造非常理想。
3 角度系數和壓力系數及校準結果
3.1 小角度(7區(qū))角度系數和壓力系數定義
3.3 校準結果
如圖 7所示，可以看到由于7區(qū)和4區(qū)關于針頭中軸線左右對稱，所以其角度系數曲線和壓力系數曲線非常對稱，并且角度曲線網格分布較為規(guī)范，沒有交叉點；對于2區(qū),由于位于探針中軸線右側，所以角度系數網格圖并不對稱，但對于不同角度的壓力系數分布趨勢較為一致。因此，由校準曲線分布可以看到探針的加工制造非常理想。
4 誤差分析
4.1 誤差公式定義
為了檢驗插值算法和校準曲線的準確性，選取校準點以外的點來得到測量誤差。誤差分析采用如下公式得到：
其中α為俯仰角；β為側滑角；p0為總壓；ps為靜壓；V為來流合速度；下標m為校準時測量的數據；c為通過算法得到的結果。
4.2 誤差結果分析
采用二維插值程序來計算速度及來流方向，具體的插值方法：通過試驗測得的探針7個孔感受的壓力計算出角度系數 Cpα和 Cpβ，然后在角度系數曲線中插得俯仰角α和側滑角β；再把得到的俯仰角α和側滑角β帶到總壓系數曲線和靜壓系數曲線，得到總壓系數Cp0和靜壓系數Cps；通過總壓系數和靜壓系數得到合速度及各方向的分速度。
表 1 插值
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