流体力学实验讲义

《流体力学实验讲义》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、上海交通大学流体力学实验流体力学实验指导书（I）实验设备简介实验一流体静压强测定试验实验二流体粘性效应显示实验实验三流体的相对平衡实验实验四烟风洞流谱显示实验实验五流体流动状态判别实验实验六伯努利能量守恒实验实验七毕托管测速实验实验八流体动量定律实验实验九直管沿程水头损失测定实验实验十机翼表面压强分布测定实验实验十一激光多普勒测速对比实验实验十二平面狭缝流动的流场显示（海雷肖试验）实验十三旋涡仪流谱显示实验实验十四圆柱绕流压力分布实验实验十五平板附面层实验实验十六大流量校验实验1上海交通大学流体力学实验流体力学设

2、备简介一.风洞实验设备简介1.风洞实验的基本原理风洞实验的依据是流动的相对性和相似性，相适性教科书以叙述，流动的相对性原就是:当物体以一定的速度在空气中向前运动时，物体所受到的气动力与物体保持不动，空气以同样的速度反方向吹过物体时,物体所受到的气动力完全相同。正是从这些原理出发,人们设计了风洞，风洞实际上就是人们专门设计的一种管道,采用适当的动力装置在管道中人为的造成空气流动，用来进行各种类型的空气动力学实验。2.风洞的分类A：低速风洞:实验段中气流速度一般小于100m/s,有回流式直流式两种。B：高亚音速风洞：

3、气流的M数的范围是0.3〈M<0.8，从外观上看它与低速风洞没有很大区别,基本上是回流式,大多采用两级以上轴流式风扇.C：跨音速风洞:气流的M数范围为0.8

4、.总压段;4.收缩段;5.拉瓦尔喷管;6.工作段;7.模型;8.第二喉道;9.亚音速扩压段;10.激波;11.压力计;12.调压阀E．高超音速风洞：M数的范围在4.5

5、际导弹在高空飞行状态。次外，按风洞的特殊用途可分成低湍流风洞、变密度风洞、叶珊风洞、2上海交通大学流体力学实验环境风洞、计量风洞、烟风洞等。工作方式有连续式和暂冲式，试验段的构造可分为二元的和三元的、开口的和闭口的。3．回流式低速风洞的构造原理1.安定段;2.蜂窝器;3.阻尼网;4.收缩段;5.模型;6.天平;7.试验段;8.压力平衡孔;9.扩压段;10.电动机;11风扇;12.反扭导流片;13.整流体;14.回流段;15.拐角;16.导流片;低速风洞的速度小于100米/秒，M数小于0.3，空气仍然可当作不可压缩

6、的，目前已发展得比较完善，其形式很多，而使用最广泛的是回流式风洞，下面就分段介绍其结构和功用。A.实验段：实验段是安装模型的地方，要求流速最快最均匀，风洞的设计首先要保证试验段的流速和一个均匀的、湍流度较低的流场。实验段有开口闭口之分，开口式实验段周围无洞壁，安置模型方便且容易观察流动现象，但气流的能量损失大，气流品质较差，由于气流和外界静止空气混合后容易产生脉动，为保证实验的准确性，模型不但要安装在圆锥形的等速区内还要求最好位于等湍流区内。闭口式实验段四周有洞壁，装有观察窗，实验段内气流与外界空气无对流，因此能

7、量损失小，气流品质高，大多风洞采用闭口试验段。开口风洞试验段的长度取直径的1-1.5倍，闭口风洞试验段的长度取直径2-2.5倍，要进行合乎要求的模型试验，还需限制模型的几何尺寸，模型迎风面积与试验段面积比不得超过4-5%，否则数据修正比较困难，对于机翼一类的实验，模型的展长还不能超过试验段宽度的80%。B.扩压段与平衡孔：扩压段是一段截面逐渐扩大的管道，其作用是把气流的动能转变为压力能，因为风洞的功率损失与流速的三次方成正比，故气流通过实验段后，要尽可能的降低速度，大量实验研究得到扩压段的全锥角的最佳值5度—6度

8、，过大容易造成气流分离，产生新的旋涡损失，过小管道长度增大，不但使摩擦损失增大，而且增加建造费用。为了使实验段中的压力等于风洞外的大气压，还必须在扩压段的进口处开一些压力平衡空，没有这些孔的话，一般情况下闭口实验段内的压力会小于外界大气压力，如果风洞观察窗和模型支杆通过洞壁的地方又不是气密得很好的话，外界的空气会通过缝隙流进实验段，破坏流场的均匀性。C.回流段：实际上也是