叶轮机械原理教学实验指导书北京航空航天大学能源与动力工程学院流体机械系二零零六年二月1实验一 平面亚音扩压叶栅实验1.1实验目的1)通过实验使学生熟悉平面叶栅实验设备和实验方法； 2)作出叶栅攻角特性和叶片表面压力分布曲线；3)了解平面叶栅实验在压气机气动设计中的作用和地位。
1.2实验内容1.2.1平面叶栅的攻角特性气流通过平面扩压叶栅后，其方向要发生转折，气流转折角为∆β。
气流通过叶栅损失的大小可用损失系数ω来表示。
∆β和ω随攻角i 和来流马赫数M 1而变化，它们都是i 和M 1的函数。
低速叶栅吹风实验不考虑M 1对叶栅性能的影响，只讨论∆β和ω随攻角i 的变化。
叶栅的攻角特性如图1示。
由图1可以看出，当i 增加时, ∆β开始直线上升，ω几乎不变。
到某一攻角， ∆β达到最大值。
攻角再提高，∆β下降很快，ω急剧增加，这时叶背气流发生严重分离。
在很大的负攻角情况下，气流在叶盆分离。
∆β的大小反映了叶栅的功增压能力,而ω的大小则反映了叶栅有效增压的程度, ω表征气流流经平面叶栅发生的机械能损失，叶栅的效率和ω有直接关系。
压气机设计取max 8.0ββ∆=∆为叶栅名义工作点，把不同几何参数叶栅的名义工作点汇集在一起，即得到平面叶栅的额定特性线，这是压气机气动设计的依据。
1.2.2叶片表面压力分布叶片表面压力分布以无因次压力系数P 表示1*11P P P P P --=式中*1P 、1P 分别为叶栅进口的总压和静压，P 为叶片上任一点的静压。
P为正值说图 1.1 平面叶栅的攻角特性2 明叶片上某点的当地速度低于叶栅进口速度，P 为负值表明当地速度大于叶栅进口速度。
典型的叶片表面压力分布曲线如图2所示，横坐标为弦长百分比。
进行叶片表面压力分布实验时，只测量一个攻角(例如5︒攻角)的叶片表面压力分布。
同时，还可以改变几个攻角(-10︒,10︒,18︒)，观察叶片表面压力分布变化情况，特别要注意大攻角时，叶片表面出现严重分离(失速)现象。
