实验流体力学(4)
流体力学实验
流体力学实验流体力学是研究流体运动规律以及与固体的相互作用的学科，是力学的一个重要分支。
为了更好地理解和应用流体力学理论，进行流体力学实验是必不可少的。
本文将介绍流体力学实验的基本内容、实验室设备和实验方法，以及进行实验时需要注意的事项。
一、实验内容流体力学实验内容丰富多样，既包括基础的实验，也包括高级的研究性实验。
在基础实验中，可以研究流体的压力、速度、黏性、流量等基本性质，并探索流体在不同条件下的变化规律。
在研究性实验中，可以考察流体的层流、湍流、边界层以及流动稳定性等问题，进一步深入了解流体力学的复杂现象。
二、实验室设备进行流体力学实验需要较为复杂的设备，包括流体实验台、流量计、压力计、速度计、水槽等。
其中，流体实验台是实验的主要设备，可以提供不同流体条件下的实验环境，用于控制流体的流速、压力和波动等参数。
流量计、压力计和速度计则用于测量流体的流量、压力和速度等物理量。
水槽则用于容纳流体，模拟流体力学实验中的场景。
三、实验方法进行流体力学实验时，需要依照一定的实验方法进行操作。
首先，确定实验的目的和预期结果，并设计好实验方案。
其次，准备好实验所需的设备和实验材料，并对实验环境进行准备。
然后，按照实验方案进行实验操作，记录实验数据并进行分析。
最后，根据实验结果进行结论和总结。
在实验过程中，还需要注意以下几点：1. 实验操作要准确细致，确保实验数据的准确性和可靠性。
2. 实验前要对实验设备进行检查和校准，确保设备和仪器的正常工作。
3. 定期对实验设备进行维护和保养，保证设备的稳定性和长期可用性。
4. 实验时要注意人身安全，遵守实验室安全操作规程，佩戴好安全装备。
5. 在实验结束后，及时清洁实验设备和实验现场，保持实验环境的整洁和卫生。
四、实验应用流体力学实验在学术研究和工程应用中具有广泛的应用价值。
通过实验可以验证流体力学理论模型的准确性，促进流体力学理论的发展。
同时，流体力学实验可以为工程设计和实际应用提供科学依据，帮助改善工程结构的流体性能，提高工程的安全性和可靠性。
重大流体力学实验4(局部水头损失实验)
重大流体力学实验4(局部水头损失实验)
局部水头损失实验是一种重要的流体力学实验，能够证明动量定律并确定河流流体的
阻力特性。
它用以检验以下两条关于河流流体阻力特性的假设：（1）在本地完全不通过
管道的情况下，阻力与深度之间存在某种关系（2）随着流体流动的不断加深，更高的阻
力会发生。
实验设计必须考虑以下变量：流量（Q）、和管路内阻力（F）。
在实验之前，应考虑
管道形状，管道材料和大小，以及管道的安装位置。
这些变量会影响流量和流体阻力的变化，进而影响局部水头损失的数量。
实施局部水头损失实验需要建立两个实验管段，其中第一段通常称为“上端”，主要
用于调整流量，第二段通常称为“下端”，主要用于测量和计算局部水头损失。
同时，实
验中也要用一台流量计（水流管）来测量流量，以及一台压力计来测量压力，以确定局部
水头损失。
最后，设计师根据局部水头损失实验的结果进行比较，利用这一数据来确定动量定律，以及河流流体的阻力特性。
例如，如果实验结果表明，每深度一定比例增加时，力随高度
成正比，则可以说明实验满足动量定律；如果实验结果表明，河流流体的阻力随深度的增
加而增加，则可以说明发展的慢相关递增的阻力特性的河流流体。
总之，局部水头损失实验对于验证动量定律，测定河流流体的阻力特性，特别是验证
河流流体高度和阻力之间关系非常有用。
它们可以帮助设计人员正确设计河流，实现河流
水力规划，使河流的生态环境得到有效的改善。
《流体力学》第四章 流动阻力和能量损失4.6-4.7
第七节
非圆管的沿程损失
怎么把非圆管折合成圆管? 水力半径 当量直径 A R 水力半径:过流断面面积和湿周之比。
1 2 d d 对于圆管： R A 4 d 4
de = 4 R
2ab 对于矩形管： d e = a+ b
对于方形管：
de = a
非圆管流中的流态判断的临界雷诺
λ计算公式
紊流光滑区： 1 2 lg Re 2.51 (尼古拉兹 光滑区公式)
紊流粗糙区： (尼古拉兹 粗糙区公式)
0.3164 0.25 Re
(布拉修斯公式)
K 0.11 d
0.25
1
3.7d 2 lg K
(希弗林松公式)
半经验公式
纯经验公式
紊流过渡区
0.06 0.04 A
Ⅱ
Ⅴ Ⅲ Ⅳ
B A
0.02
2×103 5 104
C 2 5
2
l
曲线的比较
5
105
106
A:尼古拉兹曲线 B:2英寸镀锌钢管 C：5英寸新焊接钢管
在光滑区工业管道的实验曲线和尼古拉兹曲线是重叠 的，因此，流动位于阻力光滑区时，工业管道λ的计算 可以采用尼古拉兹的实验结果。
在粗糙区，工业管道和尼古拉兹的实验曲线都是 与横坐标轴平行。这就存在用尼古拉兹粗糙区公式 计算工业管道的可能性。问题在于如何确定工业管 道的K值。 当量糙粒高度:和工业管道粗糙区λ值相等的同 直径尼古拉兹粗糙管的糙粒高度。
数仍为2000。 应用当量直径计算非圆管的能量损 失，并不适用于所有情况。
对矩形、方形、三角形结果接近， 但对长缝形和星形断面差别较大。 应用于层流时，误差较大。
流体力学实验报告 (4)
实验仪器：测压管、U型测压管、差压计
仪器元件：打气球、通气阀、放水阀、截止阀、量杯
流体介质：水、油、气
实验装置如图：
四、实验步骤
实验过程中基本操作步骤如下：
1.熟悉实验装置各部分的功能与作用；
2.打开通气阀，保持液面与大气相通。观测比较水箱液面为大气压强时各测压管液面高度；
3.液面增压：关闭通气阀、放水阀、截止阀，用打气球给液面加压，读取各测压管液面高度，计算液面下a、b、c各点压强及液面压强p0；
1
9.60
7.80
5.70
10.70
13.70
7.80
7.80
7.80
2
9.60
6.50
4.40
9.40
12.40
6.50
6.50
6.50
3
9.60
4.75
2.65
7.65
10.65
4.75
4.75
4.75
表2油的容重测量与计算成果表
实验条件
次数
水箱液面高程
测压管液面高程
-
-
的平均值
且U型测压管中水面与油水交界面齐平
2.静止流体中，不同断面测压管水头线如何变化？
为常数，静止流体中，不同断面测压管水头线保持不变，测压管水头均相等。
3.根据等压面原理，找出几个等压面。
等压面，在充满平衡流体空间，连接压强相等的各点所组成的面，即空间气压相等的各点所组成的面。根据实验过程，油面与水平面相平时存在一个等压面，a处的连通管液面与容器中液面构成等压面。
使得U型管中油面与水面平齐，记录测压管液面。根据实验结果计算油的容重。
五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)
流体力学中的流体流动实验
流体力学中的流体流动实验流体力学是研究流体力学基本规律和流动现象的一门学科，而流体流动实验则是流体力学研究的重要手段之一。
通过实验，可以观察和记录流体在不同条件下的流动行为，验证流动方程和理论模型的可靠性，从而深入理解流体的运动规律。
本文将介绍流体力学中的流体流动实验的基本原理、实验装置以及实验方法。
一、流体流动实验的基本原理在流体力学中，流体流动实验的基本原理是根据质量守恒定律和动量守恒定律进行实验设计和数据分析。
根据质量守恒定律，流经给定截面的质量流率与入口和出口流速之积相等。
动量守恒定律则建立了流体运动方程，描述了流体在不同流动条件下的运动状态。
二、流体流动实验的实验装置为了研究流体力学中的各种流动现象，需要准备相应的实验装置。
常见的流体流动实验装置包括流体管道、流动模型、雷诺管道等。
流体管道是最常见的流体流动实验装置之一，其基本结构包括进口、出口和流体流通的管道。
通过改变流体的进口条件、管道的形状和尺寸等，可以研究流体在不同流动条件下的流动特性。
流动模型是模拟真实流动情况的物理模型，常用于研究复杂的流动现象和流体力学中的问题。
流动模型可以通过缩小尺寸或者使用可替代材料来简化实验过程，从而提高实验的可行性和可观察性。
雷诺管道是一种用于测量流体流速和观察流动形态的实验装置。
雷诺管道一般由一段直管和一个扩张段构成，通过在流体流动过程中增加扩张段，可以减小流速并形成湍流，方便观察和研究流体的流动特性。
三、流体流动实验的实验方法1. 流量测量方法：流量是流体流动实验中最基本的参数之一。
常用的流量测量方法有容积法、质量法、速度法等。
容积法通过测量流体通过给定截面的体积来计算流量；质量法通过测量单位时间内流体通过给定截面的质量来计算流量；速度法通过测量流体流速和截面积来计算流量。
2. 流速测量方法：流速是流体流动实验中另一个重要的参数。
常用的流速测量方法有直接法、间接法和动态法等。
直接法通过直接测量流体流速来得到流速值；间接法通过测量与流速相关的物理量，如压力和涡旋等来计算流速；动态法是一种通过观察流体流动状态的方法来判断流速的快慢。
实验流体力学4
习题4-2 在汽车风洞试验中，试验装置如何
模拟真实大气与汽车之间的相对运动，又是 如何模拟地面和汽车、车轮之间的相对运动？
渡桥电厂（英）
为避免悲剧重演，像大型桥梁等的兴建，必须 进行相关风洞试验。
南京大胜关大桥
南京大胜关大桥的风洞试验：
南京大胜关大桥的风洞试验：
南京大胜关大桥的风洞试验：
风洞模型实验：
模型实验：
二.风洞的结构：
1.风洞的类型：
（参考 ：陈克城《流体力学实验技术》）
从构造上看，风洞分为直流式和回流式两种。
水动力学实验
一.水洞：
水洞
二.实验水池：
拖曳水池（船模水池）
船模实验室水池拖车（车速: 5m/s)
船池造波机
旋臂水池
实验水槽
自循环水槽
自循环水槽：
自循环水槽：
自循环水槽：
第4章 风洞和水槽实验
习题4-1 画简图表示直流式风洞与回流式风
洞分别由那些主要部分组成，说明各部分的 功用。
三.特殊用途风洞：
1.压力风洞（或称变密度风洞）： 压力风洞内的空气压强可调节到20多个大气压， 用于模拟大雷诺数流动，此种风洞一般采用环形回流 式风洞。
2.冰风洞： 冰风洞就是附有制冷系统的常规低速风洞，气温 可达-40˚C，可模拟飞机飞行中的结冰过程。
3.激波管风洞：
激波管风洞可获得10马赫以上的气流速度，气流 温度可达10000˚K。 4.大气边界层风洞：
(2).对扩散段的要求：
扩散段的主要作用是使气流扩张，降低流速，以恢 复静压。目的是减少能量损失，降低能耗。 1）.扩散段有一定的锥角，并尽量避免边界层 分离。
2).可采用分流板、漩涡发生器、边界层控制 器等方法防止边界层分离。
工程流体力学-第4章-M
运动学物理量的比例系数都可以表示为尺度比例系数和时间比例系数的不同组合形式。
如：kv=klkt-1 ka=klkt-2 k=kt-1 k=kl2kt-1 kqv=kl3kt-1 的单位是m2/s qV的单位是m3/s
三 动力相似（受力相似）
定义：两流动的对应部位上同名力矢成同一比例。 原型流动中作用有：重力、阻力、表面张力，则模型流动中相应点上也应存在这三种力，并且各同名力的方向相同、比值保持相等。 引入力比例系数 也可写成
[解]（1） 对流动起主要作用的力是黏滞力，应满足雷诺准则
流动的压降满足欧拉准则
[例2] 有一直径d=50cm的输油管道，管道长l=200m，油的运动粘滞系数 ，管中通过油的流量 。现用10℃的水和管径dm= 5 cm的管路进行模型试验，试求模型管道的长度和通过的流量。
M： 1＝ c+d L： 1＝ a+b-3c-d T： -2＝ -b -d 上述三个方程中有四个未知数，其中的三个未知数必须以第四个未知数表示： c=1-d； b=2-d； a=2-d 求得各指数值，带入假设式，得到无量纲关系式
（2）根据量纲和谐原理建立联立方程式
上式是一个无量纲方程，与具有四个未知数的原函数方程相比，仅包含一个独立的无量纲变量。在分析试验结果并确定变量之间的关系时，独立变量数的减少是非常方便的，这也是量纲分析的明显好处。
非定常相似准则
由当地惯性力与迁移惯性力的关系，得到 称为斯特罗哈（Strouhal)数，要使两个流动的当地惯性力作用相似，则它们的斯特罗哈数必须相等，这称为惯性力相似准则，也称为非定常相似准则。
流动相似理论是工程模型研究和实验的基础。模型和原型的相似参数的测试与数据处理是工程模型研究的两个核心问题。 一、模型与原型的相似 1、近似相似 1）不是所有的相似准则数都能同时被满足的； 2）甚至，有时连保证几何相似都是困难的。 2、实验方法 根据具体的问题，选择最重要的相似准则，确定模型尺寸及实验条件；得到无量纲准则数之间的关系。
流体力学第4章相似原理和量纲分析
对于非定常流的模型试验，必须使模型与原型的流动随时间的
变化相似。
当地加速度引起的惯性力之比
kF k kl2kv2
1
kF
Fit' Fit
V
'
v
' x
V vx
t ' t
k kl3kv kt1
kl 1 l Sr （斯特劳哈尔
kv kt
vt
数或谐时数）
当地惯性力与迁移惯性力之比
4.3 流动相似的条件
同一类流动，为相同的微分方程组所描述。 • 单值条件相似，即几何条件、边界条件、
时间条件（非定常流）、物性条件（密度、 粘性等）相似。 • 同名相似准则数相等。
几个概念：
单值条件中的各物理量称为定性量，如密度 ，特
征长度 l ，流速 v ，粘度 ，重力加速度 g ；
由定性量组成的相似准则数称为定性准则数，如雷诺 数 Re vl 弗劳德数 Fr v gl
自模化状态：如在有压粘性管流中，当雷诺数大 到一定数值时，继续提高雷诺数，管内流体的 紊乱程度及速度剖面几乎不再变化，沿程能量 损失系数也不再变化，雷诺准则失去判别相似 的作用，这种状态称为自模化状态。
关于自模化区实验 ——
尼古拉兹曲线
设计模型实验只要求流动处于同一自模化区，
log(100)
而不必要求两个流动的动力相似参数严格相等。
目的
为了实验流场与真实流场具有一定的对应关 系（相似性），实验中的各物理参数应该 如何确定？模型实验中的各种测量值应该 如何被换算为实物上的相应值？
如何科学地设计实验，正确有效地反映出相 关物理参数之间的实质性联系。
例：圆管的压强损失与圆管的长度、流体的密度、粘 度、平均速度和圆管直径、粗糙度有关。
流体力学实验_第四章流速与流量测量 [兼容模式]
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管柄堵塞的影响：毕托管管柄堵塞使流体过流面积 减小，流速增加，静压减小，总压不变。毕托管管柄 直径≤1/50管道直径且插入深度≤管道半径时可忽略
横向流速梯度的影响：毕托管头部与流体之间的相 互作用引起邻近流线的微小位移，使较高流速区的流 线移至总压孔处，总压增大。通过测压位置修正。
考虑温度效应，可采用
E 2 (Tw Te )( A BU n )
n
分段拟合多项式，即 E 2 ( Ai BiU CiU 2 DiU 3 ) 1 40
将热线风速仪的输出电压E和已知流动速度U直接联系在 一起，对每一个流速U，对应一个电压E值做出E-U曲线，也
就是校准曲线。
(1) 校准的原因
热线热膜探针的性能是随制造工艺、探针尺寸和金属丝、 膜的材料而异的，即使是相同的材料、制造工艺、尺寸， 其性能也不可能完全一样；
探针的性能和流体的温度、密度以及测量时的气压有关； 探针的性能也和实验室环境条件、污染情况有关； 探针使用后会发生老化； 探针的性能和流速范围有关； 探针在测量中是和仪器结合在一起使用的，真正的相应
对于给定的热线，e , R0 , A, B都为常数，因此 Iw, Rw,U 之间
存在确定的函数关系。
恒流静态方程
当工作电流 Iw＝常数时，Rw和U之间具有如下关系：
Rw
R0 ( A B Iw2e R0 ( A
U B
) U
)
恒流式热线风速仪
27
恒温静态方程
当工作电阻 Rw ＝常数时，Iw 和U之间具有如下关系：
Rw
流体力学-第四章-流动阻力和能量损失(章结)
K（mm) 管道材料 K（mm)
表面光滑砖风道
4.0
度锌钢管
0.15
矿渣混凝土板风道 1.5
钢管
0.046
钢丝网抹灰风道 10~15
铸铁管
0.25
胶合板风道
1.0
混凝土管
0.3~3.0
墙内砌砖风道
5~10 木条拼合圆管 0.18~0.9
确定沿程阻力系数的方法：
（1）经验公式 （2）莫迪图 （3）查相关手册
二、等效过程
（1）用实验方法对某种材料的管道进行沿程损 失实验，测出 和 hf ;
（2）再用达西公式计算出λ；
hf
l d
2
2g
（3）用尼古拉兹阻力平方区公式计算出绝对
粗糙度K。
1
(1.74 2 lg d )2
2K
此时的K值在阻力的效果上是与人工粗糙管的管 道粗糙度相当的，故称其为当量粗糙度。
莫迪(Mood渐扩管 (d)减缩管
(e)折弯管
(f)圆弯管
(g)锐角合流三通
(h)圆角分流三通
在局部阻碍范围内损失的能量，只占局部损失中 的一部分，另一部分是在局部阻碍下游一定长度的 管段上损耗掉的，这段长度称为局部阻碍的影响长 度。受局部阻碍干扰的流动，经过影响长度后，流 速分布和紊流脉动才能达到均匀流动的正常状态。
核心问题2 水力半径、湿周、当量直径
以上讨论的都是圆管，圆管是最常用的断面形式。 但工程上也常用到非圆管的情况。例如通风系统 中的风道，有许多就是矩形的。如果设法把非圆 管折合成圆管来计算，那么根据圆管制定的上述 公式和图表，也就适用于非圆管了。这种由非圆 管折合到圆管的方法是从水力半径的概念出发， 通过建立非圆管的当量直径来实现的。
流体力学实验讲义
流体力学实验讲义临沂大学建筑学院实验二雷诺实验实验三伯努利方程实验实验四、五流体力学综合实验实验二 雷诺实验一、实验目的1、观察流体在管内流动的两种不同流型。
2、测定临界雷诺数Re c 。
二、基本原理流体流动有两种不同型态，即层流（或称滞流，Laminar flow ）和湍流（或称紊流，Turbulent flow ），这一现象最早是由雷诺（Reynolds ）于1883年首先发现的。
流体作层流流动时，其流体质点作平行于管轴的直线运动，且在径向无脉动；流体作湍流流动时，其流体质点除沿管轴方向作向前运动外，还在径向作脉动，从而在宏观上显示出紊乱地向各个方向作不规则的运动。
流体流动型态可用雷诺准数（Re ）来判断，这是一个由各影响变量组合而成的无因次数群，故其值不会因采用不同的单位制而不同。
但应当注意，数群中各物理量必须采用同一单位制。
若流体在圆管内流动，则雷诺准数可用下式表示：μρdu =Re （1－1）式中：Re —雷诺准数，无因次；d —管子内径，m ；u —流体在管内的平均流速，m ／s ；ρ—流体密度，kg ／m 3；μ—流体粘度；Pa ·s 。
层流转变为湍流时的雷诺数称为临界雷诺数，用Re c 表示。
工程上一般认为，流体在直圆管内流动时，当Re ≤2000时为层流；当Re ≥4000时为湍流；当Re 在2000至4000范围内，流动处于一种过渡状态，可能是层流，也可能是湍流，或者是二者交替出现，这要视外界干扰而定，一般称这一Re 数范围为过渡区。
式（1－1）表明，对于一定温度的流体，在特定的圆管内流动，雷诺准数仅与流体流速有关。
本实验即是通过改变流体在管内的速度，观察在不同雷诺准数下流体的流动型态。
三、实验装置及流程实验装置如图1－1所示。
主要由玻璃试验导管、流量计、流量调节阀、低位贮水槽、循环水泵、稳压溢流水槽等部分组成，演示主管路为220⨯φmm 硬质玻璃。
637891－红墨水储槽；2－溢流稳压槽；3－实验管；4－转子流量计；5－循环泵；6－上水管；7－溢流回水管；8－调节阀；9－储水槽图1－1 流体流型演示实验装置示意图实验前，先将水充满低位贮水槽，关闭流量计后的调节阀，然后启动循环水泵。
《流体力学》实验教案(全)
《流体力学》实验教案（一）word版一、实验目的1. 理解流体力学的基本概念和原理；2. 掌握流体力学实验的基本方法和技能；3. 培养观察、分析和解决问题的能力。
二、实验原理1. 流体的定义和分类；2. 流体力学的守恒定律：质量守恒定律、动量守恒定律；3. 流体的粘滞性和湍流。
三、实验设备与材料1. 流体容器；2. 流量计；3. 压力计；4. 流速计；5. 粘度计；6. 计算机及数据采集系统。
四、实验内容与步骤1. 流体容器中的静压和动压测量；2. 流体流动的粘滞性实验；3. 流体流动的湍流实验；4. 流量计和流速计的使用；5. 数据采集与处理。
五、实验报告要求1. 实验目的、原理、设备与材料介绍；2. 实验步骤与过程描述；3. 实验数据的采集与处理；4. 实验结果分析与讨论；5. 实验结论。
《流体力学》实验教案（二）word版六、实验目的1. 学习使用流量计和流速计；2. 研究流体流动的连续性方程；3. 探究流体流动的伯努利方程。
七、实验原理1. 流体流动的连续性方程：质量守恒定律在流体流动中的应用；2. 伯努利方程：流体流动中的能量守恒定律。
八、实验设备与材料1. 流体容器；2. 流量计；3. 压力计；4. 流速计；5. 计算机及数据采集系统。
九、实验内容与步骤1. 流量计和流速计的使用方法；2. 流体流动的连续性方程实验；3. 流体流动的伯努利方程实验；4. 数据采集与处理；5. 实验结果分析与讨论。
十、实验报告要求1. 实验目的、原理、设备与材料介绍；2. 实验步骤与过程描述；3. 实验数据的采集与处理；4. 实验结果分析与讨论；5. 实验结论。
《流体力学》实验教案（三）word版十一、实验目的1. 研究流体流动的阻力与压力损失；2. 学习使用压力计测量流体压力；3. 分析流体流动中的摩擦阻力。
十二、实验原理1. 流体流动的阻力与压力损失：摩擦阻力和局部阻力；2. 达西-魏斯巴赫方程：描述流体流动中压力损失的公式。
实验流体力学
实验流体力学实验流体力学是利用实验去研究及探索流体的规律和行为的学科，它是物理学和工程学的一个重要分支。
它给予我们一种可行的方法来获取和理解流体运动规律。
它也是一种有效预测流体运动的重要方法，是一项重要的科学研究。
实验流体力学的研究是建立在宏观流体运动的信息和理论的基础上的。
流体力学的宏观模型基于流体受力的守恒原理，即动量守恒定律和能量守恒定律。
这些定律对于流体力学的研究有重大意义。
它们指出，流体运动时伴随着物理过程，如压力、流速、变形等，这些物理过程是流体力学时空环境所依赖的平衡状态所必须满足的条件。
实验流体力学也可以分为两种：一种是弹性流体，另一种是非弹性流体。
弹性流体流动时，流体密度及流动形状几乎不变，而非弹性流体是指流体的流动形状会随着流体的流动而变化。
实验流体力学还研究其它一些特殊的流体问题，比如液体混合运动、湍流、粘性流体等。
实验流体力学的研究采用了物理和数学方法，而且还利用了大量的实验室设备去模拟和测量流体运动。
实验的主要目的是研究流体的物理行为，尤其是在压力、流速等变量的变化下，流体的强度及分布特性等变化。
实验还将研究流体的危害性。
实验流体力学的基本原理是用适当的实验设计、实验装置、研究方法和解释原理来研究流体的物理行为。
实验流体力学的应用十分广泛，它不仅可以用来研究我们日常生活中遇到的流体力学问题，还有可以用来解决工程中面临的流体力学问题。
比如，在机械工程中，它可以用来研究流体的传输特性，比如气体、液体的流动特性，以及气体和液体的塑性现象；在航空航天工程中，它可以用来研究空气动力学问题，比如飞机和火箭等航天器各部件的动力学性能等。
实验流体力学还可以用来研究船舶的行为，和游泳池里的水流。
在医学和生物学中，它也可以用来研究血液流动特性、关节活动等在人体健康方面的科学问题。
实验流体力学是关于流体的物理行为研究的一门学科，它已经发展成为物理学、工程学和生物学门的重要分支，它的应用非常广泛，发挥了重要的作用。
流体力学实验报告(全)
工程流体力学实验报告实验一流体静力学实验实验原理在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程或(1.1)式中：z被测点在基准面的相对位置高度；p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；p0水箱中液面的表面压强；γ液体容重；h被测点的液体深度。
另对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系：(1.2)据此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。
实验分析与讨论1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。
2.当PB，相应容器的真空区域包括以下三部分：(1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
(2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。
(3)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。
3.若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h和h0，由式，从而求得γ0。
4.如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算式中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h为毛细升高。
常温(t=20℃)的水，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。
水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。
于是有(h、d单位为mm)一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。
流体力学综合实验实验报告
流体力学综合实验实验报告一、实验目的流体力学综合实验是为了通过实验操作，结合理论知识，提高学生对流体力学理论的理解，以及培养学生分析和解决问题的能力和实验操作技能。
二、实验原理流体力学是研究流体运动规律和相应力学问题的学科。
流体力学综合实验主要涉及流体力学的基本理论和方法，如流体静力学实验、流速测量实验和流体动力学实验等。
主要实验装置包括流量计、细管、不同形状的孔洞等。
三、实验内容流体力学综合实验包括以下几个实验内容：1.流体静力学实验：通过水柱和压力计器测量水平管道的压力，验证其与高度和流速的关系。
2.流速测量实验：通过使用流量计和测速仪器，测量不同位置和不同孔径处的流速，探究流速与孔径大小的关系。
3.流体动力学实验：通过流过不同形状的孔洞的流体，测量不同孔洞形状的流速和流量，以及分析孔形对流速的影响。
四、实验步骤1.流体静力学实验：安装水柱和压力计器，利用压力计器测量不同高度处的压力值，并记录下来。
根据实测数据，绘制压力与高度的关系曲线。
2.流速测量实验：选择不同位置和不同孔径的流量计和测速仪器，测量流体在这些位置和孔径处的流速，并记录下来。
将实测数据整理成表格，并分析不同孔径大小对流速的影响。
3.流体动力学实验：利用不同形状的孔洞，将流体流过孔洞，同时测量流体在不同孔洞处的流速和流量。
绘制不同孔洞形状的流速和流量曲线，并分析孔形对流速的影响。
五、实验结果与分析根据实验结果的分析和计算，可以得出以下结论：1.流体静力学实验表明，水平管道的压力与高度呈线性关系，压强随高度的增加而增加。
2.流速测量实验结果显示，流速随孔径的减小而增加，即孔径越小，流速越大。
3.流体动力学实验结果表明，孔洞形状对流速存在影响。
如孔洞形状为圆形时，流速较大；而孔洞形状为方形时，流速较小。
六、实验结论通过流体力学综合实验的操作与分析，得出以下结论：1.流体力学中的流体静力学理论得到了实验的验证，水平管道的压力与高度呈线性关系。
流体力学的实验报告
流体力学的实验报告流体力学的实验报告引言：流体力学是研究流体运动及其力学性质的学科，广泛应用于工程、物理学、地质学等领域。
本实验旨在通过一系列实验，探究流体在不同条件下的性质和行为，以加深对流体力学的理解。
实验一：流体静力学实验在这个实验中，我们使用了一个U型管，通过调节管内液体的高度，观察液体在管内的压力变化。
实验结果表明，液体的压力与液柱的高度成正比，且与液体的密度和重力加速度有关。
这一实验验证了流体静力学的基本原理，即压力在静止的液体中是均匀的。
实验二：流体动力学实验在这个实验中，我们使用了一个水平旋转的圆筒，将水注入圆筒内，然后通过旋转圆筒，观察水的运动情况。
实验结果表明，水在旋转圆筒中呈现出旋涡状的流动，且流速随着距离圆筒中心的距离增加而增加。
这一实验验证了流体动力学的基本原理，即在旋转系统中，流体的速度随着距离中心的距离而改变。
实验三：流体黏性实验在这个实验中，我们使用了一个粘度计，测量了不同液体的粘度。
实验结果表明，液体的粘度与其分子间相互作用力、温度和压力有关。
较高的粘度意味着液体的黏性较大，流动较困难。
这一实验验证了流体黏性的基本原理，即液体的黏度与流体内部分子的相互作用有关。
实验四：流体流速实验在这个实验中，我们使用了一个流速计，测量了液体在不同管道中的流速。
实验结果表明，管道的直径、液体的黏度和施加的压力差都会影响流体的流速。
较大的管道直径、较小的黏度和较大的压力差都会导致流体的流速增加。
这一实验验证了流体流速的基本原理，即流体在管道中的流速与管道的几何形状和施加的压力差有关。
结论：通过以上实验，我们深入了解了流体力学的基本原理和实际应用。
流体力学在工程领域中有着广泛的应用，例如水力学、气体力学、液压学等。
深入研究流体力学的原理和实验，有助于我们更好地理解和应用流体力学的知识，为工程设计和实际应用提供科学依据。
实验流体力学(4)报告
第一节 风洞试验装臵
(2) 开放式巡回风洞
(a) 示意图 图2 开放式巡回风洞
(b) 外部结构图
第一节 风洞试验装臵
2. 风洞测试仪器
(1) 气动力测量仪器
气动力测量仪器直接测量风洞中作用于模型上的气动力和力
矩的装臵主要是风洞天平 。风洞天平的分类方法很多，按测 量原理可分为： 机械式天平 应变式天平
属作骨架、用轻木或塑料作填料、能模拟飞行器各部件弯曲
和扭转刚度的弹性模型，把它放在风洞中作模拟飞行条件的 高动压实验，测量对模型刚度的影响，修正刚体模型实验的 数据。
第一节 风洞试验装臵
外挂物测力和投放轨迹实验。测量飞行器外挂油箱、炸弹或
其他物体的气动力和外挂物投放轨迹的实验。由于风洞尺寸
的限制，风洞中外挂物模型很小，测量很困难。早期的实验 是设计专门的外挂物天平。天平可以放在外挂物模型或者它
(5) 流态观测实验
第一节 风洞试验装臵
(1)测力实验
利用风洞天平测量作用在模型上的空气动力和力矩的风洞 实验。它是风洞实验中最重要的实验项目之一。测力实验 主要有：全模型和部件的纵向和横向测力实验、喷流实验 、静气动弹性实验、外挂物测力和投放轨迹实验等。 全模型和部件的纵向和横向测力实验测量沿模型上三个互 相垂直轴的力和绕三个轴的力矩的实验。
第一节 风洞试验装臵
(2) 压力测量仪器 各种传感器参考前面的课件。
转子压力扫描阀→电子采样压力组件（多路开关和气路切
换开关组成）
(3)总焓测量仪器
(4) 流场密度测量仪器
风洞中常用光学仪器来显示和测量流场，常用的是阴影
仪、纹影仪和马赫-曾德尔干涉仪等。
第一节 风洞试验装臵
(5) 气流速度测量仪器
流体力学能量方程实验
流体力学能量方程实验一、引言流体力学能量方程是研究流体内部能量转换和传递的重要方程。
在实验中，通过测量不同位置的温度、压力等参数，可以验证能量方程的正确性和适用性。
本文将介绍流体力学能量方程实验的相关内容。
二、实验原理1. 能量守恒定律在物理学中，能量守恒定律是指系统内部能量总和不会发生改变，只会从一种形式转换为另一种形式。
在流体力学中，能量守恒定律可以表示为：∂(ρE)/∂t + ∇·(ρE+P)u = ∇·q + ρf·u其中，ρ是密度，E是单位质量的总能量（包括内能和动能），P是压力，u是速度矢量，q是热通量密度（即单位时间内通过单位面积的热流），f是外力矢量。
2. 流体力学实验装置为了验证流体力学能量方程的正确性和适用性，在实验中需要使用相应的装置。
常见的流体力学实验装置包括：(1) 热传导管：用于测量流体中不同位置的温度。
(2) 压力传感器：用于测量流体中不同位置的压力。
(3) 流量计：用于测量流体在管道中的流速。
(4) 热电偶：用于测量流体中不同位置的温度。
三、实验步骤1. 准备工作在进行实验之前，需要进行一些准备工作，包括：(1) 确定实验装置和材料。
(2) 按照实验要求搭建好实验装置。
(3) 校准各种传感器和仪器。
2. 实验操作在进行实验操作时，需要按照以下步骤进行：(1) 开始记录时间，并打开流体进口阀门，使流体开始流动。
(2) 在不同位置测量温度、压力等参数，并记录下来。
可以使用热传导管、压力传感器、热电偶等仪器进行测量。
(3) 根据测得的数据计算出能量守恒方程中各项的值，并绘制出相应的图表。
(4) 分析数据，验证能量方程的正确性和适用性。
可以比较实验结果与理论计算结果之间的差异，或者通过对实验数据进行拟合来验证能量方程的适用性。
四、注意事项在进行流体力学能量方程实验时，需要注意以下事项：(1) 实验过程中需要保持实验装置和测量仪器的稳定性，避免外界因素对实验结果的影响。
《流体力学》实验教案(全)word版
《流体力学》实验教案（全）(一)不可压缩流体定常流能量方程(伯努利方程)实验一、实验目的要求：1、掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术；2、验证流体定常流的能量方程；3、通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研究，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性。
自循环伯努利方程实验装置图本实验的装置如图所示，图中：1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4.溢流板；5.稳水孔板；5 / 456.恒压水箱；7.测压计；8.滑动测量尺；9.测压管； 10.实验管道； 11.测压点； 12.毕托管 13.实验流量调节阀。
三、实验原理：在实验管路中沿水流方向取n个过水截面。
可以列出进口截面(1)至截面(i)的能量方程式（i=2,3,.....,，n)选好基准面，从已设置的各截面的测压管中读出值,测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压，从而可得到各截面测管水头和总水头。
四、实验方法与步骤：1、熟悉实验设备，分清各测压管与各测压点，毕托管测点的对应关系。
2、打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流后，检查泄水阀关闭时所有测压管水面是否齐平，若不平则进行排气调平(开关几次）。
3、打开阀13，观察测压管水头线和总水头线的变化趋势及位置水头、压强水头之间的相互关系，观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况。
4、调节阀13开度，待流量稳定后，测记各测压管液面读数，同时测记实验流量(与毕托管相连通的是演示用，不必测记读数)。
5、再调节阀13开度1～2次，其中一次阀门开度大到使液面降到标尺最低点为限，按第4步重复测量。
五、实验结果及要求：1、把有关常数记入表2.1。
2、量测()并记入表2.2。
3、计算流速水头和总水头。
4、绘制上述结果中最大流量下的总水头线和测压管水头线(轴向尺寸参见图2.2，总水头线和测压管水头线可以绘在图2.2上)。
六、结果分析及讨论：1、测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？2、流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？3、测点2、3和测点10 、11的测压管读数分别说明了什么问题？4、试问避免喉管(测点7)处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头(如抬高或降低水箱的水位)对喉管压强的影响情况。
实验流体力学-4.风洞
在实验室内进行模型试验，必须创 造一个可调节的均匀气流场。而风洞就 是产生这个均匀气流场的气动设备。实 质上是一个特殊设计的管道。 本章主要介绍低速风洞、超音速风 洞、跨音速风洞的基本工作原理和气流 特点。
主要内容
风洞的发展 风洞试验模拟的不足及其修正 风洞类别 低速风洞 超音速风洞 跨音速风洞 风洞发展动向
30/ 2小时 ≤150 50/ 0.5小时 ≤20 ≤ 0 0 250 280/ 1小时 170/ 1小时 0 外 127 内117/外 97 内125/外 103 内125外 /100
（3） 低速风洞型式
按型式分:直流式和回流式风洞 直流式：一般闭口（电机位于实验段后，避免空气 从开口实验段处直接流入）
（2）支架干扰
风洞试验中，需要用支架把模型支撑在气流 中。支架的存在，产生对模型流场的干扰， 称为支架干扰。虽然可以通过试验方法修正 支架的影响，但很难修正干净。近来，正发 展起一种称为"磁悬模型"的技术。在试验段内 产生一可控的磁场，通过磁力使模型悬浮在 气流中。
（3）相似准则不能满足的影响
风洞试验的理论基础是相似原理。相似原理要求风 洞流场与真实飞行流场之间满足所有的相似准则， 或两个流场对应的所有相似准则数相等。风洞试验 很难完全满足。最常见的主要相似准则不满足是亚 跨声速风洞的雷诺数不够。以波音737飞机为例，它 在巡航高度(9000m)上，以巡航速度(927km/h)飞行， 雷诺数为2.4×107，而在3米亚声速风洞中以风速 100m/s试验，雷诺数仅约为1.4×106，两者相距甚远。 提高风洞雷诺数的方法主要有:
（4） 低速风洞模拟参数
Re数 低湍流度 湍流度对层流到湍流的转捩，边界层内部结构及 其分离，大迎角分离流，旋涡的稳定性研究，非定常 的气动力测量以及战斗机气动特性的风洞试验结果等 均产生明显影响。
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第一节 风洞试验装置
图6 单自由度的闭环磁悬挂系统
第一节 风洞试验装置
校准问题： 天平校准分为静校和动校两种。 利用校正装置对天平进行静态标定称为天平静
校。天平静校的目的是：证明天平能够受多大载荷； 测定每个分量的校准系数、灵敏度；测定天平的干 扰和变形；校验载荷数据的重复性，从而确定天平 使用公式和天平的精度、刚度和强度。
最早的水洞是英国C.A.帕森斯于1896年建造的。
第二节 水动力学试验装置
水洞有压力调节系统。水洞上游顶部的密闭箱中有自由水 面，水面上有空气，与真空泵连接。抽出空气时，可以降低试 验段中的压强，也可以增加试验段中的压强。水洞有去气系统， 以减少水中的空气含量；水通过管路进入去气塔，去气后回到 水洞。水洞的控制系统调控水流速度和压力，并且调控测试系 统和数据处理系统等。
➢ 除上述实验外，还有一些专门的测力实验，如铰链力矩测量 、摩阻测量、进气道阻力测量、马格纳斯力和力矩测量等， 这些都要有专门设计的天平。
第一节 风洞试验装置
(2) 测压实验 ➢ 风洞洞壁、模型表面上各点和气流中各点的当地压力参数测
量。 ➢ 风洞中最常见的测压实验是模型表面压力分布测量。模型表
面上直接开有测压孔。通过实验，可以了解局部流动特性并 积分出总的气动特性。常见的有飞行器测压、汽车测压和建 筑物测压等。
第一节 风洞试验装置
➢ 操纵面嗡鸣实验。操纵面嗡鸣是飞行器作跨声速飞行时由于 翼面上的激波、波后的边界层分离和操纵面偏转的相互作用 而产生的单自由度不稳定运动。操纵面嗡鸣对马赫数很敏感 。发生嗡鸣会降低操纵效率甚至使操纵失效，严重时将导致 结构的疲劳破坏。
➢ 非定常压力测量。这种测量是研究非定常气动力的基本手段 。测量方法有两种：
第一节 风洞试验装置
4.不足之处与改正
风洞实验既然是一种模拟实验，不可能完全准确。概括地说 ，风洞实验固有的模拟不足主要有以下三个方面。与此同时， 相应也发展了许多克服这些不足或修正其影响的方法。
(1) 边界效应或边界干扰 (2) 支架干扰 (3) 相似准则不能满足的影响
第一节 风洞试验装置
提高风洞雷诺数的方法主要有: (1)增大模型和风洞的尺度，其代价同样是风洞造价和风洞驱 动功率都将大幅度增加。如全尺寸风洞。 (2)增大空气密度或压力。已出现很多压力型高雷诺数风洞， 工作压力在几个至十几个大气压范围。我国也正在研制这种高 雷诺数风洞。 (3)降低气体温度。如以90K的氮气为工作介质，在尺度和速度 相同时，雷诺数是常温空气的9倍多。世界上已经建成好几个 低温型高雷诺数风洞。
研究生课程-动力工程测试技术
实验流体力学(4)
王海民 流体机械与工程研究所 hmwang@
2013年12月
流动参数测量装置
第一节 风洞试验装置 第二节 水动力学试验装置 第三节 其他试验装置
第一节 风洞试验装置
1.风洞的结构形式
(1) 闭合式巡回风洞
(a) 示意图
(b) 外部结构图 图1 闭合式巡回风洞
压电天平具有结构简单，灵敏度高，线性度好，刚度大， 载荷范围宽以及频率响应快等特点。但是，其缺点是低频特 性差。
第一节 风洞试验装置
磁悬挂天平 其原理可用一个单自由度的闭环磁悬挂系统来说明，该
系统由电磁线圈、磁体（模型）、功率放大器（直流电源）、 模型位置传感器与反馈控制器等组成。作用在模型上的磁力 是模型与电磁线圈距离的函数。当x=x0时，磁力与模型的重 力相等，这时，模型处在一个平衡位置，即模型的悬挂位置。 这个位置可由闭环系统通过模型位置传感器将模型的位移信 号传给控制系统，由控制系统通过增益调节电磁线圈的电流 来实现。当模型远离电磁线圈时，作用在模型上的磁力增加， 使模型回到平衡位置。反之，当模型移近电磁线圈时，作用 在模型上的磁力减少，同样，使模型回到平衡位置。
第一节 风洞试验装置
➢ 外挂物测力和投放轨迹实验。测量飞行器外挂油箱、炸弹或 其他物体的气动力和外挂物投放轨迹的实验。由于风洞尺寸 的限制，风洞中外挂物模型很小，测量很困难。早期的实验 是设计专门的外挂物天平。天平可以放在外挂物模型或者它 的挂架内直接测量。外挂物投放轨迹是用高速摄影或多次曝 光技术对自由投放的模型进行照相记录。
在风洞内把标准模型装在经过静校的天平上进 行吹风实验称为天平动校，其目的是检验天平的性 能，确定天平的精度。
第一节 风洞试验装置
(2) 压力测量仪器 各种传感器参考前面的课件。 转子压力扫描阀→电子采样压力组件（多路开关和气路切
换开关组成）
(3)总焓测量仪器
(4) 流场密度测量仪器 风洞中常用光学仪器来显示和测量流场，常用的是阴影
➢ 全模型和部件的纵向和横向测力实验测量沿模型上三个互 相垂直轴的力和绕三个轴的力矩的实验。
第一节 风洞试验装置
➢ 喷流实验。测量飞行器发动机喷流对飞行器机体气动特性影响 的实验。在风洞中要精确模拟喷流是很困难的。火箭发动机喷 流模拟以用缩尺火箭发动机为宜。喷流实验的关键在于研制高 精度天平、小干扰的支架和不传力的输气密封系统。
第二节 水动力学试验装置
1. 水槽和水洞 水槽和水洞是水动力学
研究和实验的主要设备， 用于研究液体（水）的运 动，以及浸在液体中的物 体和液体的相互作用。
水槽实验段的上面为自 由水面，实验段的长度通 常为宽度的10倍以上。
图7 循环水槽
水洞四壁封闭，分卧式和竖式两种。 图8 卧式水洞示意图
第二节 水动力学试验装置
水洞是水动力学实验的一种设备，可用来研究边界层、尾 流、湍流、空化、水弹性等现象，以及水流与试验物体之间的 作用力。
水洞是一个流速和压力可以分别控制的水循环系统。水洞 的试验段截面有圆形的、方形的，也有矩形的。水洞的上、下、 前、后都有观察窗。同拖曳水池正好相反，在水洞中移动的不 是试验物体，而是可控水流水洞的运转。
第一节 风洞试验装置
(3) 传热实验 ➢ 在气流和模型作相对高速运动的条件下，测定气流沿模型绕
流所引起的对模型表面气动加热的一种实验。 ➢ 当飞行器飞行马赫数大于3时,必须考虑气动加热对飞行器外形
、表面粗糙度和结构的影响。 ➢ 风洞传热实验的目的是为飞行器防热设计提供可靠的热环境
数据，实验项目包括：光滑和粗糙表面的热流实验，边界层 过渡、质量注入对热流影响的实验，台阶、缝隙、激波和边 界层等分离流热流实验等。 ➢ 在风洞传热实验中一般略去热辐射，只考虑对流加热，要模 拟的是马赫数、雷诺数、壁温比、相对粗糙度（粗糙度与边 界层位移厚度之比）、质量注入率、自由湍流度等参数。
第一节 风洞试验装置
(4) 动态模型实验 ➢ 确定模型对气流的相对运动和模型上的气动力随时间变化
的实验，包括颤振实验、抖振实验、动稳定性实验、操纵面 嗡鸣实验、非定常压力测量等。 ➢ 颤振实验。颤振是飞行器在气动力、结构弹性力和惯性力相 互作用下从气流中吸取能量而引起的自激振动。 ➢ 抖振实验。抖振是气流分离所激 对运动参量时间变化率的导数,
➢ 静气动弹性实验。测量模型刚度对气动特性影响的实验。通常 风洞实验中的模型都是用强度和刚度较大的金属制作的，而真 实飞行器的刚度比模型低得多。因此，需制造一种由金属作骨 架、用轻木或塑料作填料、能模拟飞行器各部件弯曲和扭转刚 度的弹性模型，把它放在风洞中作模拟飞行条件的高动压实验 ，测量对模型刚度的影响，修正刚体模型实验的数据。
第一节 风洞试验装置
(2) 测压实验 ➢ 进气道测压实验是通过进气道表面测压孔和管道内排管的压
力测量，以得到进气道的流量- 总压恢复特性。 ➢ 风洞流场校测中速度场、压力场、方向场的测量也是通过测
压进行的。 ➢ 此外，边界层压力测量也是经常进行的实验项目。有时还通
过二元物体尾流压力测量来推算物体的阻力。
仪、纹影仪和马赫-曾德尔干涉仪等。
第一节 风洞试验装置
(5) 气流速度测量仪器 主要有皮托-静压管、热线风速仪和激光多普勒测速仪。
(6) 巡回检测装置 按一定次序或随机采集多个电压或电流信号（称为模拟
量），并把这些模拟量转化为二进制或十进制数字量的装置 （简称检测装置）。
第一节 风洞试验装置
3. 风洞试验技术
水洞可以是非循环的。即利用有一定水位高度的水库或水 箱，放水流入管道的试验段做试验。这类水洞称为自由落体式， 缺点是水速变动幅度受到限制；优点是水洞的背景噪声很小， 湍流度低，适于做噪声试验和流态显示试验。
第二节 水动力学试验装置
水洞还可做成带有自由液面的。其试验段的截面为矩形。 这种水洞可以做物体位于自由面附近的模拟试验。有的国家把 这种水洞做得相当大，可用来做船体和螺旋桨组合体的试验。 目前世界上最大的水洞在联邦德国柏林水工和造船研究所它有 自由液面；试验段截面5m×3m,长10m;洞中心高10.5m；最大 水速12m/s。
第一节 风洞试验装置
(2) 开放式巡回风洞
(a) 示意图
(b) 外部结构图
图2 开放式巡回风洞
第一节 风洞试验装置
2. 风洞测试仪器
(1) 气动力测量仪器 气动力测量仪器直接测量风洞中作用于模型上的气动力和力 矩的装置主要是风洞天平 。风洞天平的分类方法很多，按测 量原理可分为： ➢ 机械式天平 ➢ 应变式天平 ➢ 压电晶体天平 ➢ 电磁悬挂天平
第一节 风洞试验装置
➢ 风洞传热实验的方法有两类： ① 一类是确定热流密度分布的热测绘技术，如在模型表面涂
以相变材料，通过记录等温线随时间的扩展过程进行热测 绘；又如在模型表面涂以漆和粉末磷光材料的混合物，通 过记录磷光体的亮度分布转求热流密度分布（后一方法响 应快，灵敏度高）。热测绘技术可以提供丰富的气动加热 资料，但精度较低。 ② 另一类是热测量技术，利用量热计进行分散点的热测量， 一般是在一维热传导的假定下通过测量温度随时间的变化 率测量热流密度。
流体力学方面的风洞实验的主要分类有： (1) 测力实验 (2) 测压实验 (3) 传热实验 (4) 动态模型实验 (5) 流态观测实验