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。
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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