空气动力学多功能实验台厂家直销
1产品概述
2结构组成
风机提供气流,在压出段设有流量调节阀门,气流通过风道进稳压箱流速减慢进入阻尼网,阻尼网由二层细密钢丝网构成,可将流体较大尺度的旋涡破碎,使气流均匀地进入收缩段,经过收缩段可将收缩段进口的速度不均匀度缩小n2倍,n为收缩比,本收缩段的收缩比较大。收缩曲线应用波兰人维托辛斯基曲线。收缩段出口接各种实验段,实验排放的气流由实验台面的孔口进吸音箱回到风机入口,如图1所示。
1.稳压箱
2.收缩段
3.风道
4.调节阀门
5.通风机
6.吸音箱
7.阻尼网
多管测压计,设有可改变角度的测压排管及调平设置,当测某点压强时取与大气连通的测压管与该点测压管的读数差,即为测点的压强水头,如图2所示。
1.测压管
2.角度盘
3.支架
4.联通管
5.输液管
6.酒精库
7.通气管
3实验项目
实验项目设平板边界层、圆柱绕流阻力、紊动射流、矩形弯道压强分布等4项实验。
4实验目的
、平板边界层实验
1.测定平板边界层内的流速分布,从而确定流速分布指数规律、边界层名义厚度、位移厚度、动量厚度、能量厚度。
2.掌握毕托管和测压计的测速原理和量测技能。
二、圆柱绕流阻力实验
1.熟悉测量圆柱体压强分布的方法
2.通过实验了解圆柱体压强分布规律。
三、气体紊流射流实验
1.通过测定气体紊动射流断面流速分布,了解紊动射流的运动规律。
2.掌握毕托管和测压计的测速原理和方法。
四、矩形弯管压强分布实验
观察流体通过弯管(道)时压强的变化。
通过量测弯管内侧、外侧壁面及径向截面上的压强分布,计算弯管压强系数与压强损失系数值K 。
5实验原理
、平板边界层实验
1.平板紊流边界层的流速分布
实际流体因存在粘性,紧贴壁面的流体将粘附于固体表面,其相对速度为零,沿壁面法向随着与壁面距离的增加,流体的速度逐渐增大,当距离为时,其速度达到未受扰动的主流流速,这个厚度为的薄层称为边界层,通常规定从壁面到处的距离作为边界层的厚度。
边界层的厚度沿平板长度方向是顺流渐增的,在平板迎流的前段是层流边界层,如果平板足够长,则边界层可以过渡到紊流,判别过渡位置的征值是雷诺数,如图1-2所示 若量测断面坐标为x,则该断面为 其中V为空气运动粘滞系数,
为空气运动粘滞系数, 为空气密度。
y量测点的横向坐标
通过对该断面流速分布的量测,以及对实验数据的处理,并绘制双对数图,可确定指数n值的大小。根据资料介绍为10^5时,其光滑壁面的n值约为7。可根据n值计算、、。
亦可在已知速度剖面的条件下计算各种厚度,二者的计算式分别为:
二、圆柱绕流阻力实验
绕流阻力即流体绕物体流动而作用于物体上的阻力,由摩擦阻力和压强阻力构成,其相对于小得多,可忽略不计。其压强系数的表达式为 式中p为圆柱体不同测点压强。为来流流体压强,由收缩段出口测得,p为流体密度、为来流流速。
对无环量理想流体绕流圆柱体的压强阻力系数的理论解为
本实验装置来流动压为
三、气体紊流射流实验
1.气体紊动射流断面流速分布
2.流速测量
根据元流能量方程,毕托管处的驻点压强为
四、矩形弯管压强分布实验
由于管道的弯曲,迫使流体质点由直线运动变为曲线运动,流体质点除受重力和粘滞力的作用外,还要受到离心力的作用,而管道壁面存在边界层,使流动结构十分复杂。图4-2为矩形断面的弯管,由于离心力的作用,则管壁外侧A的压强于内侧B的压强,在此压强梯度的作用下,形成图中矩形横断面A-B上的二次流动叠加在主流上。因此从弯管流出的流体呈对彼此反向旋转的螺旋形流动。其强度取决于弯管曲率半径的大小和边界层的厚度。
6实验步骤
、平板边界层实验
1.按图1-1所示装好实验段。调多管测压计底座使其水平,调酒精库使管液位在160㎜左右,排管与垂线夹角。酒精库内液位在管子的中部,取走实验台面的活动板。将指示灯电线端接到实验板上,另端接到毕托管上。顺时针旋转千分尺使毕托管向实验板靠近,定要缓慢旋转,以免碰坏毕托管,当指示灯发出微光时停止旋转(注意不要将毕托管与实验板顶得太紧),此点为第二个测点,其值为毕托管头部厚度的半即,第个测点为实验板壁面。将指示灯的二根电线移出实验段,以免干扰气流。
2.接通电源,慢慢打开调节阀门至大开度,待测压管液位不再变化时,读毕托管及与大气连通测压管的读数,取液位波动的平均值并记录。逆时针旋转千分尺,使毕托管离开实验板,每转格其间距为0.01㎜,前5个测点的间距取3格。其后的3个测点的间距取5格,后面的测点间距可放大到15格、30格、50格等。测点总数在20个左右,记录千分卡尺旋转距离和对应的测压管读数值,当测压管读数值不再继续变化时,即达主流区,其流速为,计算出处的测压计读数,(测点的值即为边界层的厚度)。再顺时针慢慢旋转千分卡尺并仔细观察测压计,当其读数等于时停止旋转,在顺时针旋千分尺时定要慢旋并记录旋转的圈数,用逆时针旋转的圈数扣除顺时针旋转的圈数。其值即为该断面边界层的厚度。尚可测量不同断面不同流量时的边界层厚度,即下滑实验板,调小流量,实验方法相同。
3.记录有关常数,测量温度及大气压。
4.注意事项:整个实验过程不得干扰气流,如用手阻止气流,记录纸进入实验台面的孔口,移动调节阀门等。实验完毕断电停风。
二、圆柱绕流阻力实验
1.按图2-1所示装好实验段,调多管测压计使其水平, 调酒精库使排管液位在95㎜左右,排管与垂线夹角°,取走实验台面上的活动板,将指针转到70°角处。
2.接通电源,慢慢打开调节阀门,当70°角处测压管液位达160㎜左右时停止,再将指针转到0°角,待测压管液位不再变化时读稳压箱、收缩段及测点的测压管读数,取液位波动时的平均值。测点间隔,0°~90°范围取5°、90°~180°取10°,整个测量过程注意稳压箱及收缩段的测压管读数是否有变化并记录变化值,计算时取平均值。用同样方法可测出180°~360°的数据。
3.测量空气温度和大气压,记录有关常数值。
4.注意事项: 酒精库的液位在管子中心处。整个实验过程不得对气流进行干扰,如用手阻止气流,记录纸进入实验台面的孔口,移动调节阀门等。实验完毕断电停机。 三、气体紊流射流实验
1.按图3-1所示装好实验段,调多管测压计使其水平。调酒精库使排管液位在150㎜左右,排管与垂线夹角°(酒精库的液位在管子中部)。取走实验台面上的活动板。用定位块确定喷咀中心点坐标。
2.每个实验小组测两个断面。①喷咀出口断面,测7个点,测点间距为0.4㎝;②流核外断面,测15个点。用式(3-2)计算量测断面的值,根据喷咀中心坐标及值计算每个测点标尺坐标,即测点标尺读数,并写在记录表中。
3.接通电源,将毕托管调到喷咀出口中心,慢慢开启调节阀,使毕托管全压与静压管的读数差值在80㎜左右,按测点标尺坐标测量,读数时取液位波动的平均值,记录量测结果。然后将测尺下移15㎝,按记录表中每个测点标尺坐标测量并记录。测量完毕观察起始断面流速分布,即将测尺上移,滑动标尺,可以看到流核区内的测压计读数基本不变,核外边层逐渐变小。测量空气温度及大气压,记录有关常数。
4.注意事项:整个实验过程不得对气流进行干扰,如用手阻止气流,记录纸进入实验台面的孔口,移动调节阀门等。实验完毕断电停机。
四、矩形弯管压强分布实验
调多管测压计使水平泡居中,根据测压范围,用酒精库的升降机构调好测压排管中酒精液面的度,当测弯管外侧压强时,酒精液面应些;当测内侧壁面压强时,酒精液面应低些;找个合适的度使二者能满足要求。多管测压计的倾斜角在10°~30°之间。然后将稳压箱、参考孔及外侧壁面的测压管连到多管测压计上。
接通电源,慢慢开启风道上的调节阀门,为了留有调整余量,阀门先不必开到大。待气流稳定后,记录稳压箱、参考孔以及外侧壁面各测压管读数。然后将外侧壁面测压管换至内侧壁面上进行量测,此时应注意观察稳压箱的测管读数是否有变化 ,有变化时调整阀门开度,使稳压箱测管的读数不变,气流稳定后记录内侧壁 面各测压管读数。用同样方法测量与记录径向截面测压管读数。
实验完毕,关电停机。
7实验记录
、平板边界层实验
1.常数
设备编号
测压管与垂线的夹角α=°
毕托管头部宽度b=0.3㎜
空气温度t=℃
大气压力表读数 ㎜Hg
通大气测压管读数 ㎜
2.记录表
二、圆柱绕流阻力实验
1.常数
圆柱体直径 d=14 ㎜
圆柱体长度 L=50 ㎜
空气温度 t= ℃
测压计排管与垂线的夹角α =°
稳压箱测压管读数 ㎜
收缩段测压管读数 ㎜
通大气测压管读数 ㎜Hg
2.记录表
三、气体紊流射流实验
1.常数
设备编号
空气温度t=℃
大气压表读数 ㎜Hg
扩散角 θ≈10.5
毕托管的修正系数 φ=1
2.记录表格
喷咀中心点坐标 ㎝
四、矩形弯管压强分布实验
1.常数
设备编号
测压计与垂线的夹角α= °
大气压力表读数 ㎜Hg
稳压箱测压管读数 ㎜
参考测压管读数 ㎜
与大气连通测压管读数 ㎜
8成果要求
、平板边界层实验
1.绘制的关系曲线,确定指数n值。注意连线要分段,用式(1-3)、式(1-4)、式(1-5)式计算边界层的各种厚度。
2.绘制y与三条关系曲线,用式(1-3)’、式(1-4)’、式(1-5)’计算边界层的各种厚度。
二、圆柱绕流阻力实验
1.算出压强系数
2.用方格纸绘出以为纵坐标,以角为横坐标的关系图。积分此曲线下的面积算出阻力系数值。
3.用方格纸绘出以为纵坐标,以角为横坐标的关系图。
三、气体紊流射流实验
1.计算测点流速u,绘制二个测量断面的流速分布图。
2.绘制主体断面的无量纲流速和无量纲坐标的分布图,并与半经验公式绘制的图形进行比较。
四、矩形弯管压强分布实验
1、记录有关常数,将外侧、内侧壁面及径向截面上所有测压管读数记入记录表。
2、计算弯管外侧和内侧各测点的压强系数值;计算径向截面上各测点的值,并与实测值进行比较;然后计算弯管的压强损失系数值。
3、用方格纸先画好弯管轮廓图,然后按相应比例绘上外侧与内侧壁面上各点的压强系数值分布图(如图4-3所示),用以分析沿弯管外、内侧的压强分布情况,同时将径向截面的压强系数实测值与计算值也绘于图上,并进行比较和分析。
9实验段简图
空气动力学多功能实验台实验段简图:
、平板边界层实验
稳压箱内的气流经过阻尼网及收缩段均匀进入实验段,在实验段轴心位置安装块面光滑面粗糙的平板,平板可沿轴线滑动,在实验段的出口装有精致的鸭咀形毕托管,其头部厚度仅有0.3㎜,并配有千分卡尺,灯光显示设置和多管测压计,见图1-1。
二、圆柱绕流阻力实验
稳压箱内的气流经过阻尼网及收缩段均匀进入实验段。为使流道无干扰,在实验圆柱体上设有个测压孔,测压孔通过个细针管接出与测压计相连,细针管垂直方向装有指针,当转动圆柱时其转角通过角度盘指针的读数来表示,因测压孔的位置可以改变,故绕圆柱体整个壁面上的压强分布可以测出,见图2-1。
三、气体紊流射流实验
为增大射流空间,将喷咀置于稳压箱底部。见图3-1。
四、矩形弯管压强分布实验
实验在空气动力学多功能实验台上进行。经过整流的气体以均匀速度进入实验弯管。在弯管的内侧和外侧壁面上各设测压孔,在径向截面上等距离设测压孔,在进口端设1个参考测压孔与多管测压计连接。
10售后服务
空气动力学多功能实验台售后服务:
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