风洞实验是什么原理

一种以一条条烟迹模拟气流流线以显示物体绕流流谱的直流式 低速风洞 。一般多为二维的,但也有三维的。这种风洞有一个发烟器,用导管把发烟器产生的烟输送到模型前方的喷烟排管,由排管喷出带色的浓烟,顺流而下绕过模型,便清晰地显示出模型绕流流谱。对烟风洞要求流场均匀,紊流度小,速度不宜过高,以使烟迹不致扩散。发烟剂多用沸点高于350摄氏度的优质重洗涤矿物油。

在气流中引入煤烟或有色气体,借助光线对烟气质点的散射,可以显示流体质豫的运动,这就是烟风洞观察流动的基本原理。

通常可以用电炉将机油加热,或者燃烧木材、卫生香、烟草等,然后将产生的烟气引入气流中,也可以引入碘、氯气等有色气体或利用四氯化钛或四氮化锡的液体。四氯化钛等在室温下是液体,但是暴露在空气中就会和空气中的水蒸汽起化学作用。产生包括氧化盐、盐酸和水的小雾点,悬挂在空气中,就可以观察到顺气流的一条白线,放烟时间可维持数分钟之久。

烟风洞是一种低速风洞,主要用于形象地显示绕流物体的流动图形或拍摄成流谱的照片。烟风洞由风洞本件、发烟器、风扇和照明装置组成。风洞本体的剖面呈矩形,为闭口直流式。烟气喷口处装有很多等距并列的细金属管组成的梳状管,气流由此流出而形成一条条细长的烟流线,流过其中安装实验模型的实验段。为了看得清楚和便于拍照,实验段后壁常漆成黑色,并用管状的电灯来照明。使用表面装有放烟小孔的特制模型,还可以观察附面层从层流到紊流的转变过程和了解转捩点的确切位置。

烟风洞可以得到完整的细致的流动图形,方i去也很简单实用。但是当风速近乎2m/s时或者有旋涡产生时,烟流便会被冲散。当风速太小时,由于烟气质点重子空气,下降的影响过大,就不能正确地反映流体的真实流动状态。当采用氮化物时,要注意人身安全。

上海求育QY-YLY烟气流线仪(烟风洞)是利用烟流法观察空气流过物体周围的流动图形。

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在北京某科技馆内,有一个风洞实验室,一架模型飞机固定在托盘测力计上(如图所示)。无风时,托盘测力计示数为15 N;当迎面吹着飞机的风速达到20 m/s时,托盘测力计的示数为7 N,可以判定飞机受到了一个新的力。根据你的分析,飞机受到的该力大小为____________ N,方向____________

解析:迎面吹着飞机的风速达到20 m/s,也就是说气流速度增大,飞机受到因为机翼上下的压强差而产生的升力,这就是飞机受到的一个新的力。根据受力分析,飞机受到3个力:重力、升力、托盘测力计对它的支持力,三力平衡,所以升力=重力-支持力=15

根据可圈可点权威老师分析,试题“ ”主要考查你对 气体压强和体积的关系 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:

◎ 气体压强和体积的关系的定义

关系:在温度不变的条件下,一定质量的气体,体积减小它的压强就增大,体积增大它的压强就减小。

◎ 气体压强和体积的关系的知识扩展

在温度不变的条件下,一定质量的气体,体积减小它的压强就增大,体积增大它的压强就减小。

◎ 气体压强和体积的关系的特性

这里所说的气体压强并不是指大气压强,而是指一定质量的气体的压强。

由于气体的压强实质上是大量的做无规则运动的气体分子与容器壁不断碰撞而产生的,因此当其他条件不变的情况下,气体体积减小会使气体分子与容器壁碰撞的次数增多而使压强增大.

在温度不变时,一定质量的气体体积越小,压强越大;体积越大,压强越小。

打气筒就是利用这一原理制成的.

◎ 气体压强和体积的关系的教学目标

1、理解气体压强与体积的关系。
2、会根据一定质量的气体的体积变化分析其压强的变化情况。

◎ 气体压强和体积的关系的考试要求

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FDY-3数字风洞试验演示仪

通过演示并测量风速的大小了解飞机的升力是如何产生的。流体流动时,在同一水平流线上的,其压强p与流速v存在一定的关系:   

p+rv2/2=恒量(伯努利方程)

它表明:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。飞机能在空中飞翔就是利用这一原理的。

飞机机翼的形状是经过精心设计的,呈流线型,下面平直,上面圆拱,飞行时能使流过机翼上方空气的流速大于机翼下方的空气流速。从伯努利方程来看,在速度比较大的一侧压强要相对低一些,因此机翼下表面的压强要比上表面大,形成一个向上偏后的总压力,它在垂直方向上的分力叫举力或升力(图a)。实验指出,举力与机翼的形状、气流速度和气流冲向翼面的角度有关。正是举力的作用使飞机机翼向上举起。如果机翼的上下形状相同(图b),那么上下压强相同,就不存在压力差,即没有升力。

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