西北工业大学

LTWT风洞翼型测压实验报告

学    院： 教育实验学院

学　　号： 2009300039

姓　　名： 季国梁

专    业： 飞行器设计与工程

实验时间： 20##年5月2日

实验地点： 西北工业大学低湍流度风洞实验室

指导教师： 白存儒教授

2012  年5月2日

1．实验目的及要求

为巩固课堂理论学习内容，增加感性认识，了解飞行器风洞测压实验的基本过程，掌握空气动力学的基本实验方法。

使学生将课堂中学到的基础理论知识进行实验验证，激发学生探索空气动力学新问题和新现象的主动性，提高学生的动手能力和相关专业知识的综合运用能力。

2．实验设备

2.1 风洞

三元实验段：   1.05×1.2 m，V = 5 ～ 55 m/s

三元实验段(三元二元串式状态)：1.05×1.2 m，V = 5 ～ 25 m/s

二元实验段：   0.4 ×1.0 m， V =  5 ～ 75 m/s

最低湍流度：  ε＜ 0.02%

变湍流度范围：0.02% ～ 1%

2.2 模型

本次实验模型是NACA4412木质模型，模型基本情况如图所示，模型弦长300mm，模型表面分三排共布置测压孔61个，其中上表面32个、下表面29个。

2.3 测压系统

DSY104电子扫描微压测量系统一套，西北工业大学研制。

测压通道： 192通道，（±2.5kPa 160通道，±7.5kPa 32通道）

扫描速率： 50000通道/秒

系统精度： ±0.1％F.S

3．实验状态与步骤

实验时间：20##年5月2日 15:37:25

 大气参数：

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飞行器设计与工程专业综合实验

SHFD低速风洞

全机模型气动力和力矩测量试验报告

院 系：航空航天工程学部

专 业：飞行器设计与工程

班 级：    04030301  

学 号：  xxxxxxxxxxxxxx

姓 名：    xxxxxx      

                                                                                                                

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循环风洞干燥实验装置

说明书

天津大学化工基础实验中心

20##．10

一. 实验装置的基本功能和特点：

   本装置为学生学习干燥曲线、干燥速率曲线及临界湿含量测定方法提供了实验平台，同时，可练习被干燥物料与热空气之间对流传热系数的测定方法，通过实验，加深学生对干燥过程及干燥机理的理解，并通过操作实物干燥过程，了解干燥操作中废气循环的流程和概念。本说明书还列举了一个由气体流量计读数求指定截面处气体流速的实际例子，介绍数据的处理和计算方法。本实验装置还可以为研究恒速干燥速率，临界湿含量，平衡湿含量等参数随其影响因素的变化规律提供平台。整套装置具有结构紧凑，占地面积小，干燥介质空气流量调节范围大，耗能量小，操作方便等特点。可以方便地测得常见的、典型的干燥曲线、干燥速率曲线和恒速段热空气与被干燥物表面之间的对流传热系数。

 1. 用途：

    (1） 供学生做实验，学习干燥曲线和干燥速率曲线及临界湿含量的实验测定方法，加深对干燥操作过程及其机理的理解。

    (2)供学生学习干湿球温度湿度计的使用方法，学习被干燥物料与热空气之间对流传热系数的测定方法。

    (3)供学生通过实物了解干燥操作中废气循环的流程和概念。

    (4)为学生提供一个由气体流量计读数求指定截面处气体流速的实际例子，以便掌握其计算方法。

    (5)实验研究恒速干燥速率，临界湿含量，平衡湿含量随其影响因素的变化规律。

   2.特点:

    (1)结构紧凑，占地面积小。  

    (2)干燥介质空气流量的调节范围大。

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实验一、飞行原理实验

（一）     实验目的

1．  熟悉风洞的功用和典型构造；

2．  通过烟风洞实验观察模型的气流流动情况；

3．  通过低速风洞的吹风实验了解升力与迎角、相对速度之间的关系；

4．  通过对不同的飞机模型进行吹风实验掌握飞机的稳定性和操纵性。

（二）    实验内容

1．  观察翼型模型或飞机模型在烟风洞中的气流流动情况；

2．  观察飞机模型的迎角大小和相对速度对升力的影响规律；

3．  观察飞机模型在受到扰动失衡之后如何自动恢复到平衡状态；

4．  观察飞机模型通过操纵设备来改变飞机的哪些飞行状态。

（三）    实验设备

实验设备主要包括：直流式低速风洞、烟风洞、以及各种不同类型的飞机吹风模型教具。如图1-1所示是烟风洞构造示意图。烟风洞也是一种低速风洞，主要用于形象地显示出环绕实验模型的气流流动的情况，使观察者可以清晰地看出模型的流线谱，或拍摄出流线谱的照片。       

1-发烟器；2-管道；3-梳状管；4-实验段；5-沉淀槽；6-烟量开关；

7-烟速调整纽；8-模型迎角调整纽；9-发烟器及照明开关

图1-1  烟风洞构造示意图

烟风洞一般由风洞本体、发烟器、风扇电动机和照明设备等组成。风洞的剖面呈矩形，为闭口直流式。烟从发烟器1产生，沿管道2流向梳状管3（很多并列的细管），烟雾通过梳状管形成一条条细的流线，流线流过实验段4时，就可以观察气流流过模型时的流动情况。烟雾流过实验段后流人沉淀槽5，最后流到风洞的外面。发烟器底部装有电加热器，把注入的矿油点燃而发烟。为了看得更清楚或方便摄影，风洞实验段后壁常漆成黑色，并用管状的电灯来照明。

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如果风洞试验显示结构顶点最大加速度超限或业主要求提高舒适度标准，可以考虑在房屋顶部设置调谐质量阻尼器（TMD）。

  结构构件设计采用中国规范和风工程顾问提供的风洞荷载。

风洞实验
wind tunnel experiments
在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。
   风洞实验的理论依据是流动相似原理。由于风洞尺寸、结构、材料、模型、实验气体等方面的限制，风洞实验要作到与真实条件完全相似是不可能的。通常的风洞实验，只是一种部分相似的模拟实验。因此，在实验前应根据实际内容确定模拟参数和实验方案，并选用合适的风洞和模型。
   风洞实验尽管有局限性，但有如下四个优点：①能比较准确地控制实验条件，如气流的速度、压力、温度等；②实验在室内进行,受气候条件和时间的影响小,模型和测试仪器的安装、操作、使用比较方便；③实验项目和内容多种多样，实验结果的精确度较高；④实验比较安全，而且效率高、成本低。因此，风洞实验在空气动力学的研究、各种飞行器的研制方面，以及在工业空气动力学和其他同气流或风有关的领域中，都有广泛应用。
   模型的设计和制造是风洞实验的一个关键。模型应满足如下要求：形状同实物几何相似或符合所研究问题的需要（如内部流动的模拟等）；大小能保证在模型周围获得所需的气流条件；表面状态（如光洁或粗糙程度、温度、人工边界层过渡措施等）与所研究的问题相适应；有足够的强度和刚度，支撑模型的方式对实验结果的影响可忽略或可作修正；能满足使用测试仪器的要求；便于组装和拆卸。此外，某些实验还对刚度、质量分布有特殊要求。模型的材料在低速风洞中一般是高强度木材或增强塑料，在高速和高超声速风洞中常用碳钢、合金钢或高强度铝合金。有些实验根据需要还采用其他材料。模型通常都是缩尺的，也有全尺寸的，有时还可以按一定要求局部放大。对于几何对称的实物，还可以利用其对称性做成模拟半个实物的模型。
   对风洞实验结果通常须进行处理和分析。其主要内容是：将测量值换算成所需的空气动力学特性数据；分析综合各个实验环节可能引入的误差；对实验结果作出物理解释和数学说明；根据模型流动和实物流动的差别，修正实验结果。模型流动和实物流动的差别主要有：由风洞和模型造成的模拟失真，如雷诺数的差别、进气和喷流的模拟失真等；其次是风洞洞壁和模型支架的干扰影响；还有风洞流场的非均匀性、湍流度和噪声影响等。其中有些可以通过计算或者实验进行修正，更重要的是要注意积累使用风洞实验结果的经验。
   常见的风洞实验有测力实验、测压实验、传热实验、动态模型实验和流态观察技术等五个项目。
  

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实验一             边界层流动测量实验

摘要：边界层，又称为流动边界、附面层，它是流体流动过程中，紧贴壁面的粘性阻力不可忽略的一层薄薄的流体，它对主要流体运动的影响很大。自普朗特提出该概念起，边界层研究就一直是流体力学研究中一个焦点和难点课题。本实验通过热线风速仪测量距离凹口平板前缘不同位置点流体的速度分布情况，并对实验数据加以分析处理，从而确定出在不同工况中的边界层的厚度、位移厚度，以及避免粘性力等参数，最终分析边界层的特性。

关键词：边界层，热线风速仪，粘性力，雷诺数，拟合，标定

1.       实验简介

此次实验是在一个开口式风洞中进行的，该风洞试验段截面尺寸为：500mm*500mm。设置风洞风机的运行频率为20Hz和30Hz、，利用热线风速仪测量凹槽分离点20mm的边界层上的速度分布。然后用两种不同的方法拟合热线风速仪实验前后标定曲线，得出标定误差值，从而分析比较这两种拟合方法的优缺点，并分析出实验中热线性能的稳定性。

2.       实验步骤

1)        将皮托管固定在风洞试验段，轴线和来流速度方向平行。记录皮托管标定系数k。皮托管静压连接到压力传感器负压接口，皮托管总压连接到压力传感器通道1；

2)        热线风速仪探头安装在二位坐标架上，连接热线探头与恒温控制器输入、输出。此时热线恒温控制器切勿通电！将热线探头移至和皮托管同一高度；

3)        热线输出连接到数据采集卡AI0，皮托管输出连接到数据采集卡AI1；

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