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降温设备中央空调风管保温材料防火等级探究风洞七孔压力探针的校
难燃B1级保温板不会延燃
目前市场上采用保温材料的中央复合空调风管有：
一、玻镁复合板风管，采用难燃B1级聚苯乙烯泡沫板保温，泡沫板两边复合玻璃纤维增强氯氧镁水泥。
二、聚氨酯铝箔复合风管，采用难燃B1级聚氨酯泡沫板保温，泡沫板两边复合铝箔。
三、酚醛铝箔复合风管，采用难燃B1级酚醛泡沫板保温，泡沫板两边复合铝箔。
四、彩钢板保温复合风管，采用难燃B1级聚苯乙烯、聚氨酯或酚醛泡沫板，泡沫板两边复合彩钢板。
通过分析试验数据，得到如下信息：
一、有机泡沫类通风管道的材料性能不能达到A级。
二、玻璃棉复合风管尽管以无机玻璃棉为主要材料，但若要满足风管的强度要求，需要增加黏接剂用量，有机黏接剂的增加影响玻璃棉的热值和毒性。因此，本次试验中的样品未能达到A级要求。
三、机制玻镁复合板风管整体防火性能非常好，结果完全满足A级要求。该复合风管虽然同样以聚苯乙烯泡沫为保温芯材，但是泡沫未直接暴露在火焰中，尽管泡沫板热值达30MJ/kg，但泡沫板两面的镁水泥热值很小，仅为1.8MJ/kg，该机制玻镁复合板风管完全满足GB8624－1997版《建筑材料及制品燃烧性能分级》中A级（复合夹芯）材料的要求。
根据公安部四川消防科学研究所对复合风管燃烧性能试验结果分析，除了机制玻镁复合板风管为不燃A级，聚氨酯复合风管、酚醛复合风管、聚苯乙烯复合风管均为难燃B1级。难燃B1级泡沫板受卤元素阻燃剂影响，从燃烧指标和现象分析，泡沫板在火的作用下燃烧，离火自熄，泡沫板本身不会延燃，可以达到阻止火灾蔓延的作用。
风洞七孔压力探针的校准技术
沈天荣 刘海涌 刘松龄 游绍堃 / 西北工业大学
摘要:采用不转动法校准 L 型七孔压力探针，使用二维插值算法得到插值结果，并与真实值比较，结果表明，风洞采用七孔压力探针可以准确地测量三维大角度流场内的速度分布。
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
在航空航天的流场测量中，经常遇到复杂的三维大角度流动情况，如燃气轮机涡轮叶片尾缘，飞机翼型附近的复杂流场。通常用 3 种测量工具来测量流场中的速度分布：三孔压力探针，五孔压力探针和热线探头。但是由于探针只能在俯仰角和侧滑角不超过时才能准确测量，而热线探头则容易被空气中的尘土颗粒碰断，并且测量的是空间平面的平均速度分布，并非是空间一点速度分布。所以为了测量大角度的复杂三维流场采用七孔压力探针（简称七孔针）。尽管采用七孔针测量流场需要大量时间，并且校验方法也极其复杂，但是可以对大角度流场进行准确的测量。
国外有一些关于使用七孔针测量流动分布和七孔针校准技术的研究[1-3]。国内关于七孔压力探针校准技术却很少。本文主要讨论七孔针的校准技术并对校准结果进行分析，发现七孔针可以准确地测量大角度三维流场。
2 试验装置及校准过程
2.1 校准坐标系
2.2 试验装置
七孔针的校准工作是在我校吹气式风洞内完成的。风洞出气口直径为Φ75mm ，风洞出口截面湍流度 <0.3% 。该风洞可以校准的 Ma 数范围为0.1 ～ 0.8在风洞稳定段内采用蜂窝器和整流孔板以保证进气流场均匀，同时使用维托辛斯基曲线设计收缩喷管以保证喷口出口截面上速度分布均匀。探针安装在由步进电机控制的自动坐标架上，坐标架能使探针在俯仰，侧滑，前后，左右和上下 5 个方向运动。探针针头始终正对风洞出气口的湍流核心区。压力测量工程包括七孔针，压力变送器，PC 和使用步进电机控制的自动坐标架，其中压力变送器的精度为 0.1％。校准的 L 型七孔针由我校传热试验室制造，探针圆锥形针头外径为Φ2.5mm ，每个测压管直径Φ0.8mm ，针头锥半角为60°，探针具体尺寸见图 3 。
2.3 校准过程
当来流与七孔针角度较小时，探针上每个测压孔均可以正确感受压力，如图 4a ，可以使用 7 个测压孔测得的压力数据来计算角度系数和压力系数；但是当气流方向与探针角度较大时（>25°），气流流经探头时将会发生分离 , 使一部分测压孔得到的数据不正确，如当来流正对 4 孔并与探针轴线方向夹角大于30°时，气流在1孔附近将会发生分离（图4b）。所以，选取偏离气流方向最小的测压孔（即压力读数最大的孔）及其两侧的测压孔和中心孔得到的数据计算压力系数和角度系数，此时，七孔针则变成 6 个四孔针。图5按上述情况将校准区域分成7个区，每个区内校准点即为相应的孔压力读数最大。
对于小角度区先固定－个α，然后转动β，逐一进行校准，直到全场扫遍为止；对于大角度区依据圆周角θ和锥角φ ，通过坐标变换 [式（1）,（2）] 得到相应的俯仰角α和侧滑角β，由于每个校准点俯仰角α和侧滑角β均不同，所以每校准一个点都需要改变俯仰角α和侧滑角β。校准的角度范围是：，对于小角度区校准点俯仰角α和侧滑角β角度间隔5°，对于大角度区校准点圆周角θ和锥角φ角度间隔5°；校准 Ma 数为 0.17 （速度为 60m/s ）。图 6 为校准点数及按校准后依据压力读数最大值划分的实际各个区位置的真实分布，不同的颜色表示不同的区域。可以看到虽然实际分区与理想分区略有差别，但是实际分区的分界线与理想分区的位置很接近，这说明探针的制造非常理想。
3 角度系数和压力系数及校准结果
3.1 小角度(7区)角度系数和压力系数定义
3.3 校准结果
如图 7所示，可以看到由于7区和4区关于针头中轴线左右对称，所以其角度系数曲线和压力系数曲线非常对称，并且角度曲线网格分布较为规范，没有交叉点；对于2区,由于位于探针中轴线右侧，所以角度系数网格图并不对称，但对于不同角度的压力系数分布趋势较为一致。因此，由校准曲线分布可以看到探针的加工制造非常理想。
4 误差分析
4.1 误差公式定义
为了检验插值算法和校准曲线的准确性，选取校准点以外的点来得到测量误差。误差分析采用如下公式得到：
其中α为俯仰角；β为侧滑角；p0为总压；ps为静压；V为来流合速度；下标m为校准时测量的数据；c为通过算法得到的结果。
4.2 误差结果分析
采用二维插值程序来计算速度及来流方向，具体的插值方法：通过试验测得的探针7个孔感受的压力计算出角度系数 Cpα和 Cpβ，然后在角度系数曲线中插得俯仰角α和侧滑角β；再把得到的俯仰角α和侧滑角β带到总压系数曲线和静压系数曲线，得到总压系数Cp0和静压系数Cps；通过总压系数和静压系数得到合速度及各方向的分速度。
表 1 插值
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