流体力学实验
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。
流体力学实验报告
实验一 柏努利实验一、实验目的1、通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，验证流体静力学原理和柏努利方程。
2、通过实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化，确定两者之间的关系。
二、基本原理流动的流体具有三种机械能：位能、动能和静压能，这三种能量可以互相转换。
在没有摩擦损失且不输入外功的情况下，流体在稳定流动中流过各截面上的机械能总和是相等的。
在有摩擦而没有外功输入时，任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。
流体静压能可用测压管中液柱的高度来表示，取流动系统中的任意两测试点，列柏努利方程式：∑+++=++f h p u g Z P u g Z ρρ2222121122对于水平管，Z 1=Z 2，则 ∑++=+f h p u p u ρρ22212122若u 1=u 2, 则P 2<P 1；在不考虑阻力损失的情况下，即Σh f =0时，若u 1=u 2, 则P 2=P 1。
若u 1>u 2 , p 1<p 2；在静止状态下，即u 1= u 2= 0时，p 1=p 2。
三、实验装置及仪器图2－2 伯努利实验装置图装置由一个液面高度保持不变的水箱，与管径不均匀的玻璃实验管连接，实验管路上取有不同的测压点由玻璃管连接。
水的流量由出口阀门调节，出口阀关闭时流体静止。
四、实验步骤及思考题3、关闭出口阀7，打开阀门3、5，排出系统中空气；然后关闭阀7、3、5，观察并记录各测压管中的液压高度。
思考：所有测压管中的液柱高度是否在同一标高上？应否在同一标高上？为什么？4、将阀7、3半开，观察并记录各个测压管的高度，并思考：（1）A、E两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？（2）B、D两管中，C、D两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？5、将阀全开，观察并记录各测压管的高度，并思考：各测压管内液位高度是否变化？为什么变化？这一现象说明了什么？五、实验数据记录.液柱高度 A B C D E阀门关闭半开全开实验二 雷诺实验一、实验目的1、 观察流体在管内流动的两种不同型态，加强层流和湍流两种流动类型的感性认识；2、掌握雷诺准数Re 的测定与计算；3、测定临界雷诺数。
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。
流体力学实验
2.2 伯努利方程实验一、实验目的（一）观察能量转换情况，对实验出现的现象加以分析，加深对伯努利方程的理解；（二）掌握一种测量流量流体速度的原理。
二、实验原理粘流伯努利方程w h gvg p z g v g p z +++=++222222221111αραρ 测速原理h g u ∆=2三、准备工作开启水泵注满水，调节上水阀门使水箱水位始终保持不变，并有少量溢流。
四、实验条件以管径轴心位置最低处为基准面。
五、实验步骤（一）理解伯努利方程 调节出水阀门至一定开度，测定能量方程实验管的四个断面四组测压管的液柱高度，并用计量水箱（尺）和秒表测流量；改变阀门开度，重复上述方法进行测试，将数据记入表1。
（二）测速：能量方程实验管上的四组测压管上四组测压管的任一组都相当于一个皮托管，可测得瞬时流速（轴心处）。
进行能量方程实验的同时，就可以测定各点的轴心流速和平均流速，结果计入表2。
六、实验记录七、计算公式及其计算过程八、思考题1.启动水泵，先不开阀门，在水桶中有溢流时，4个测压管的液面读数为什么是相同的？2.为什么水流可以从压力小处向压力大处流动？2.3 沿程阻力系数的测定实验一、实验目的（一）验证沿程水头损失与平均流速的关系； （二）测定不同管径的管段的沿程阻力系数。
二、实验原理两测点间列伯努利方程：h gp g p h f ∆=-=ρρ21 根据管沿程水头损失计算公式：g v d l h f 22λ= 得 2/2lv gdh f =λ三、准备工作各阀门关闭，开启水泵，排放导压管中的空气，测量管内水的温度。
四、实验步骤1、开启粗管调节阀门，测量测压管水头差；2、用体积法测量粗管水的流量，并计算出平均流速；3、根据达西公式计算粗管沿程阻力系数；4、改变流量，再作两组粗管数据；5、依照上述相同操作步骤测量细管沿程阻力系数。
五、实验记录五、计算公式及其计算过程六、实验结果讨论1、根据尼古拉兹实验论述沿程阻力系数的影响因素；2、比较相同管径时沿程阻力系数的异同，说明原因；3、比较不同管径时沿程阻力系数的异同，说明原因。
流体力学实验 (2)
流体力学实验
流体力学实验是研究流体运动、流体性质和流体力学现象的实验方法和实验技术。
在流体力学实验中，通常会使用各种仪器设备和测量装置来观测、记录和分析流体的运动状态、流速、压力、温度等重要参数。
流体力学实验的目的可以是验证理论模型、研究流体流动的规律、探究流体与固体的相互作用等。
以下是一些常见的流体力学实验：
1. 流体的静力学实验：通过测量流体中的压力分布，来研究流体静力学的规律，常用的实验方法有水压实验和气压实验。
2. 流体的动力学实验：研究流体运动的规律，常见的实验包括流体的流速测量、流体的流线观测、流体的密度测量等。
3. 流体的粘性实验：用来研究流体粘性特性的实验方法，通常会测量流体的粘度和黏滞阻力。
4. 流体与固体相互作用的实验：研究流体在固体表面上的附着和流动的实验，如流体在管道中的摩擦阻力实验、流体在物体表面的湿润实验等。
5. 流体流动模拟实验：通过模拟实验方法来研究流体流动的现象和规律，常见的方法有模型试验和数值模拟。
流体力学实验通常需要使用精密的仪器设备和仔细的实验操作，以确保实验结果的准确性和可靠性。
实验结果可以为理论研究提供验证和支持，也可以为工程应用提供参考和指导。
《流体力学实验》课件
流体：具有流动性的物质，包括液体和气体 流体特性：流动性、压缩性、热传导性、表面张力等 流体分类：牛顿流体和非牛顿流体 流体力学：研究流体运动规律和流体与固体相互作用的学科
流体静力学基本概念：研究流体在静止状态下的力学性质 流体静压力：流体在静止状态下的压力 流体静压力分布：流体在静止状态下的压力分布规律 流体静压力与流体深度的关系：流体静压力随流体深度的增加而增加
误差控制措施：提 高测量精度、优化 实验设计、减少系 统误差等
误差分析结果：误 差大小、误差分布、 误差影响因素等
实验结果：流体力学实验的结果分析 应用领域：流体力学在工程、科学、技术等领域的应用 展望未来：流体力学的发展趋势和前景 结论：流体力学实验结果的意义和价值
实验前，确保所有设备、仪器和材料都处于良好状态 实验过程中，遵守操作规程，避免操作失误 实验结束后，及时清理实验现场，确保无安全隐患 实验过程中，注意环保，避免污染环境
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流体力学实验是工程学科的重要课程之一 实验内容涵盖了流体力学的基本原理和实践操作 实验目的是培养学生对流体力学的理解和应用能力 实验课件可以帮助学生更好地理解和掌握实验内容
演示流体力学实验的操作步 骤和注意事项
介绍流体力学的基本概念和 原理
帮助学生理解和掌握流体力 学实验的方法和技巧
实验改进建议：增加实验步骤的详细说明，完善实验数据记录，明确实验结论，提高实验的可操作性和准确性。
流体力学实验技术的发展趋势
实验方法的创新与改进
添加标题
添加标题
实验设备的更新与升级
添加标题
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实验结果的应用与推广
汇报人：
流体力学的实验方法
流体力学的实验方法一、概述流体力学是研究流体运动规律和性质的学科，其实验方法是验证理论模型和解决实际问题的重要手段。
本文将介绍流体力学实验方法的基本原理和常用实验技术，帮助读者了解流体力学实验的过程和意义。
二、实验设计1. 实验目的明确实验的目标和取得实验数据所要解决的问题。
例如，研究某一流体的流动特性、测量流体的黏度或探究某一流体力学定律的实验验证等。
2. 实验装置根据实验目的确定实验装置的类型和构造。
如需要测量流体的流速分布，可以采用管道流量计、风洞或水槽等装置。
3. 流体介质选择合适的流体介质进行实验，保证其性质符合实验要求。
常用的流体介质有空气、水和特定液体等。
4. 实验参数确定实验中需要测量和控制的参数，如流速、温度、压力等。
精确地控制和测量这些参数对实验结果的准确性至关重要。
三、实验技术1. 测量技术根据实验的要求，选择合适的测量技术。
如通过流速计、压力计、温度计等仪器进行测量，获取流体力学参数的数值。
2. 数据处理对实验获得的数据进行分析和处理，以得出实验结果。
可以采用图表、统计学方法等对实验数据进行可视化和定量化分析。
3. 实验控制技术通过控制实验装置和参数，确保实验过程的稳定性和准确性。
如调节流量计、控制恒温器等，以保持实验环境的一致性。
四、常用实验方法1. 流速测量方法常用的流速测量方法包括浮子流量计、转子流量计、热线/薄膜安培计等。
通过测量流体通过某一截面的体积或质量来计算流速。
2. 压力测量方法常见的压力测量方法有压力传感器、毛细管压力计等。
通过测量流体静压或动压来获取压力值。
3. 流动模式观察方法利用可见材料或透明模型观察流体的流动模式，如涡流、层流和湍流等。
可以通过摄像机或红色示踪线等手段进行记录和分析。
4. 黏度测量方法常用的黏度测量方法有旋转油膜黏度计、毛细管黏度计等。
通过测量流体在不同条件下流动的阻力来计算黏度值。
五、实验安全与注意事项1. 实验室安全在进行流体力学实验时，必须注意实验室安全，正确使用实验设备和仪器，遵循实验室规章制度，确保人身安全和设备完好。
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。
流体力学的实验研究方法
流体力学的实验研究方法流体力学是研究液体和气体运动规律的学科，是物理学的一个重要分支。
在流体力学的研究中，实验方法是非常重要的手段之一。
本文将介绍几种常用的流体力学实验研究方法。
一、定量实验方法定量实验方法是通过对流体中各种参数的测量来获取数据，并进行定量分析。
最常用的定量实验方法包括流速测量、压力测量、流量测量等。
1. 流速测量流速是流体运动中的一个重要参数，在流体力学研究中具有重要意义。
常见的流速测量方法有浮标法、旋转测速法、超声波测速法等。
浮标法是通过在流体中放置一个浮标，并测量浮标的位移来确定流速。
旋转测速法则是利用测速仪表中的叶片旋转频率与流速成正比的原理进行测量。
超声波测速法则是通过发送超声波并测量其回波时间来计算流速。
2. 压力测量压力是流体力学研究中另一个重要的参数。
常用的压力测量方法有水柱法、压力传感器法、毛细管法等。
水柱法是利用流体的压力传递性质，通过测量流体压力对应的水柱高度来计算压力值。
压力传感器法则是利用压力传感器测量流体压力，通过变换电信号获得压力值。
毛细管法则是利用毛细管压力差与流动速度之间的关系来计算压力值。
3. 流量测量流量是流体力学研究中对流体运动强度的衡量。
常见的流量测量方法有流量计法、测地阀法、热敏电阻法等。
流量计法是通过使用流量计器来测量流体通过的体积或质量，从而得到流量值。
测地阀法则是利用流体通过定型孔等装置时的流动特性来计算流量。
热敏电阻法则是利用流体的传导特性，通过测量电阻值来计算流量值。
二、定性实验方法定性实验方法是通过观察流体现象的形态和规律来进行研究。
定性实验方法主要包括流动可视化、颗粒示踪、涡旋检测等。
1. 流动可视化流动可视化是将流体运动过程通过染色或其他方式使其可见，并观察流体现象。
常用的流动可视化方法有染色法、粒子轨迹法等。
染色法是通过向流体中加入染料，使染料在流动中呈现特殊颜色或变化，从而观察流体的运动情况。
粒子轨迹法则是通过在流体中加入颗粒物，在流动中观察颗粒物的轨迹，从而推测流体的流动方式。
流体力学实验
流体力学实验一、目的与要求1．验证不可压缩流体的定常流淌的总流Bernoulli 方程（能量方程），加深对流淌过程中能量缺失的熟悉；2．掌握流速、流量、压强等流淌参量的实验测量技能3．用实例流量计算流速水头去核对测压板上两线的正确性；。
二、实验原理在实验管路中沿管内水流方向取n 个过水断面。
运用不可压缩流体的定常流淌的总流Bernoulli 方程，能够列出进口邻近断面（1）至另一缓变流断面（i ）的Bernoulli 方程：i w i i ii h gv p z gv p z -+++=++122111122αγαγ其中i=2，3，4，……，n ；取121====n ααα 。
选好基准面，从断面处已设置的静压测管中读出测管水头γpz +的值；通过测量管路的流量，计算出各断面的平均流速v 与g v 22α的值，最后即可得到各断面的总水头gv p z 22αγ++的值。
验装置装置图实验装置如图一所示。
三、实验步骤1． 熟悉实验设备，熟悉测压管的布置情况；2．打开泵供水，待水箱溢流后，关闭伯努利管阀门，检查所有测压管的液面是否平齐。
如不平，则查明故障原因（如连通管堵塞、漏气或者夹气泡等），并加以排除，直至调平；3．打开伯努利管阀门，待测压管的液面完全静止后，观察测量测压管的液面高度，并记录在表2；4．调节伯努利管阀的开度，待流量稳固后，测量并记录各测压管与液面的高度，同时测记如今的管道流量；5．改变流量2次，重复上述测量。
四、实验结果记录与分析 1． 有关常数记入表1。
表1 常数记录表格2． 测量流量与)(γpz +并记入表2。
3． 计算速度水头与总水头，填入表3与表4。
4．将上述结果中最大流量下的总水头线（动压水头线与计算水头线）与测压管水头线绘在图上。
六、结果分析及讨论1．沿管长方向，总水头线的变化趋势如何？静水头线的变化趋势与总水头线的有何不一致？简要说明原因。
2．水箱水位恒定，流量增加，静水头线发生什么变化？简要说明原因。
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（2）光学方法：利用流场的光学性质，如气体的光学折射
率是其密度的函数，通过流场的折射率变化来显示某些流动 现象，通常用于高速流场中。
（3）新一代流动显示技术
激光全息方法
激光诱导荧光技术
光学表面测压技术
粒子图像速度场仪（PIV） 定性定量 定常非定常 二维三维
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§5.2 水流流动显示技术
面张力作用，更好地显示物体表面附近的流动。
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5. 片光流动显示 片光技术：流动显示中一种照明技术
三维流场：直接拍摄和记录，记录在平面上的图像无空间前 后距离的信息，难以分析。
多个截面上的流动图像 片光显示的基本装置：激光束通过一定的光路系统扩束形成， 包括激光器、球面镜、柱面镜等 设置形式：单片光、多片光、扫描片光、非定常流动片光图 像的脉冲记录技术
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氢气泡流动显示的应用：
氢气泡流动显示水槽中平板湍 流边界层近壁区域大尺度相干 结构的猝发现象（界层近壁区域的 低速条纹结构（俯视图）
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3. 悬浮粒子流动显示 用一些可视的固体微粒或油滴混在水流中，从固
体微粒或油滴的运动状态来了解水流的流动结构。 可用如下材料： 聚苯乙烯微粒 铝粉 蜡和松脂的混合物制成的银白色小球 油滴
1. 染色线流动显示
在被观测的流场中设置若干个点，在这些点上不断释放某 种颜色的液体，它随流过该点的流体微团一起往下游流去， 流过该点的所有流体微团组成了可视的染色线。
旋涡运动的流动结构
染料选取：（墨水、牛奶、高锰酸钾和苯胺颜料的酒精溶 液等） 所选取的染料应使染色线扩散慢、稳定性好 染色液应与水流具有尽可能相同的密度（与酒精混合） 染料颜色与流场背景形成强的反差（荧光染料）
发烟电阻丝：铂丝、钨丝或镍铬丝，0.1mm直径 油的选择：发烟白、浓密、无毒、无腐蚀性，粘度较大， 如甘油或石蜡油，在电阻丝上会结成许多小的油珠
在定常流动中，流线、迹线和染色线相同。
但在非定常流动中，是互不相同的。
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3. 流动显示方法的分类
（1）示踪粒子流动显示：在透明无色的气流或水流中加
入一些可见的粒子，通过可见的外加粒子跟随流体微团的运 动来使各种流动现象显示出来。 固态示踪粒子：
水流（铝粉、有机玻璃粉末或聚苯乙烯小球等） 气流（烟颗粒） 液态示踪粒子：水流（牛奶、染料溶液） 气态示踪粒子：水流（氢气泡、空气泡）
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基本装置：
发泡金属丝：一般采用铂丝，其直径应由氢气泡的直径和 流动速度来决定
可控电路装置：直流电源或脉冲电源，电压、脉冲频率和 宽度可调
光源和照相：激光片光源或大功率片光源
在脉冲电压的作用下，沿着阴极线将产生一条条氢泡条 带，随流速发生变形，可反映速度剖面。
根据脉冲间隔和测量到的氢泡带位移可进行速度测量。 利用数字图像处理技术还可复杂的氢气泡显示图谱进行分析 和定量计算。
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Smoke flow visualization over a wing
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烟风洞：用于形象地显示绕流物体的流动图形或拍 摄流谱照片的低速风洞。
梳 状 导 管 发烟器
实验段
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烟风洞绕流流谱照片
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烟丝法
基本原理和装置：
在涂油的细金属丝上通过电流而释放烟雾微粒来显示绕 流流动图谱。
注入方式： 在绕流物体表面开孔 直接注入流场中所需要观测的位置
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横射流的染色线流动显示
流速比＝2
流速比＝3
射流和横流相互作用下的三维涡环结构
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2. 氢气泡流动显示
氢气泡流动显示技术出现在20世纪60年代初，适用于 低速水流的流动观察，并可进行定量测量。
基本原理： 水电解后产生氢和氧分子。在实验中，在水流中放置一 根与流动方向垂直的很细的铂丝（直径为10~20μm），以金 属丝为阴极，在水流的下游放一金属片作为阳极，当在两极 之间施加电压时，在阴极丝上就会产生大量氢气泡，跟随水 流向下游流动。
流体力学实验理论
第五章 流动显示技术及其发展
§5.1 流动显示的一般概念 1.流动显示（Flow visualization）技术:流场的可视
化技术
流动现象的观察：
1883年Reynolds转捩实验 1888年Mach关于激波现象的观察 20世纪初Prantle用金属粉末做示踪粒子，获得了一张沿平 板的流谱图，提出了边界层的概念 1912年Karman对水槽中圆柱绕流的观察，Karman涡街的 提出
1
20世纪60年代对脱体涡流型的研究 70年代湍流拟序结构的发现 80年代对大迎角分离流和分离流型的提出 各种复杂流动（分离流，旋涡流，湍流，非定常流） 的流动机理和应用研究
流动显示：可以对流动现象直接观察，获得流场 直观、清晰的物理图像及流动发展、演化过程的定性 和定量信息，还是发现新的流动现象，建立和改进反 映主要流动特征的理论模型的重要手段。
2
自然界中的流动现象：
大气中的龙卷风
火山喷发
3
2. 流线、迹线和染色线
流线：用来描绘某一特定时刻流场中各点速度方向的曲
线
迹线：流体质点在空间中运动的轨迹，即某一特定的流
体质点在不同时刻速度方向所形成的曲线
染色线：在流场中某个固定M点，对流经M点的流体微
团染上颜色或附加上某些可视的标记，经过某个时间间隔 后，在M点染上色的所有流体微团组成一条染色线，或称 脉线。
16
§4.3 低速气流流动显示方法
1. 烟线流动显示 烟流法
在流场中引入示踪的烟颗粒或有色气体，观察气流的 流动图形。
引入烟流的速度在大小和方向上均应和当地气流一致。 示踪物（烟）：加热容易产生烟雾的油类（煤油、石蜡 油），燃烧木材、卫生香、烟草等，碘气、氯气等有色 气体，四氯化钛或四氯化锡液体吸收空气中的水蒸汽后 产生的白色烟雾等
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含颗粒射流
Q=19.5ml/s, C=3.813g/l, Ws ≈ 13.2 mm/s
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Q=23.8ml/s, C=3.374g/l, Ws ≈ 13.2 mm/s
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4. 漂浮物法
自由表面流动显示：在水面上放置漂浮的粉末或浮标来
观察流动图像，可以采用的漂浮物如 铝粉 石松子粉（药品，淡黄色） 纸花 锯木屑 特制的空心塑料球 在物体绕流实验中，可用石蜡涂在物体表面，可以减小表