一种激波风洞中混合气体来流运行参数获得方法与流程

技术特征：

1.一种激波风洞中混合气体来流运行参数获得方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在低压被驱动段前后夹好隔膜，使低压被驱动段形成封闭的空间，将n种混合气体分别n次充入低压被驱动段中，每次充入混合气体的质量分数不同，采集每次的来流总压Pe及皮托压力Ps；

步骤2：根据如下方程，确定n次充入的混合气体对应的马赫数Ma和比热比r₁，

$\left\{\begin{array}{c}\frac{P_s}{P_e}={\[\frac{(r_1+1){\mathrm{Ma}}^2}{(r_1-1){\mathrm{Ma}}^2+2}\]}^{\frac{r_1}{r_1-1}}{\[\frac{r_1+1}{2r_1{\mathrm{Ma}}^2-(r_1-1)}\]}^{\frac{1}{r_1-1}}\\ \frac{A}{A_{cr}}=\frac{1}{Ma}{\[\left(1+\frac{r_1-1}{2}{\mathrm{Ma}}^2\right)\left(\frac{2}{r_1+1}\right)\]}^{\frac{r_1+1}{2(r_1-1)}}\end{array}\right.$

其中，A为喷管出口面积，Acr为喷管喉道面积；

步骤3：将步骤2中得到的n次充入的混合气体对应的比热比r₁代入如下方程，解得n种混合气体中每种气体的比热比r_i，

$r_1=\frac{\underset{n}{\overset{i=1}{\Σ}}{m}_i{c}_{pi}}{\underset{n}{\overset{i=1}{\Σ}}{m}_i{c}_{vi}}=\frac{\underset{n}{\overset{i=1}{\Σ}}{r}_i{m}_i{c}_{vi}}{\underset{n}{\overset{i=1}{\Σ}}{m}_i{c}_{vi}}$

其中，c_pi为定压比热容，c_vi为定容比热容，m_i为混合气体中每种气体的质量分数；

步骤4：验证比热比r_i的正确性：选用n+1种混合比例的n种气体，返回步骤1，解得n+1种比例的n种混合气体中每种气体的比热比r_i′，若r_i′与r_i的偏差在2％以内，则认为比热比r_i准确，否则，调整的比值，返回步骤1重新计算、验证，直至将偏差控制在2％以内为止。

2.如权利要求1所述的一种激波风洞中混合气体来流运行参数获得方法，其特征在于，激波风洞包括高压驱动段(4)、低压被驱动段(1)、第一隔膜、第二隔膜、喷管、试验段、测压钯和压力测量传感器，高压驱动段(4)用于充入高压空气，第一隔膜设置在高压驱动段(4)与低压被驱动段(1)之间，第二隔膜设置在低压被驱动段(1)与喷管之间，测压钯设置在试验段内，测压钯上设置多个压力测量传感器，用于测量均匀区的皮托压力Ps，喷管入口处的壁面上安装压力测量传感器，测量来流总压Pe。

3.如权利要求1所述的一种激波风洞中混合气体来流运行参数获得方法，其特征在于，混合气体质量分数的确定方法为：混合气体各个组分间不发生化学反应，将低压被驱动段抽吸到真空状态，然后按照公式充入不同分压的各种气体，获得所需质量分数的混合气体，

其中P₁为被驱动低压段的压力，P_i为每种组分气体的分压，X_i为每种组分气体的摩尔分数。

4.如权利要求1所述的一种激波风洞中混合气体来流运行参数获得方法，其特征在于，所述步骤3中的值按照公式根据空气来流流场校测所得马赫数Ma和空气比热比r反推得到。