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空气动力学实验

空气动力学实验

空气动力学实验

空气动力学研究的是气体流动问题。由于在实践中的广泛应用，这方面的理论研究已较完善。本实验通过“空气动力仪”对空气流的多个项目进行测试，使同学们能够全面、深入地学习、理解“空气动力学”中的主要内容。

【实验目的】

1． 学习、了解“空气动力仪”的基本结构；

2． 掌握测试流动气体中各种压力的方法；

3． 验证流体力学的基本定律；

4． 了解机翼的动力学效应。

【实验原理】

1．

空气动力学实验

流体动力学的两个基本定律

（1） 连续性方程

如图1所示的细管中，不可压缩流体作稳恒

流动。取两个横截面，其面积分别为A1和A2。设v1

和v2是这两个横截面处流体的流速。如流体的密度

为ρ ，则在dt时间内，流进A1的流体质量为ρ A1

v1dt，流出A2的流体质量为ρ A2 v2dt。由于质量守恒，则

ρ A1 v1dt = ρ A2 v2dt （1）

这就是流体的连续性方程。

理想流体是指决不可压缩、完全没有黏性的流体。虽然气体的可压缩性很大，但是就流动的气体而言，很小的压强改变就足以导致气体的流动，不会引起密度的明显变化，所以在研究流动的气体问题时，也可以忽略气体的可压缩性，故可认为密度ρ不随时间变化。所以

（1）式可简化为

A1 v1 = A2 v2 （2） .

2． 伯努利方程

利用功能原理可证明，在封闭的细流管中，流体内任一点恒满足下式

p+ρgy+12ρv=恒量 2 （3） 其中p为绝对压力，y为距重力势能零点的距离。

3． 流体的压力测量

流动流体中压力的可采用图2所示的方法进行测量。由图2 -（1）和（2）所测得的p为静压力；由图2 -（3）所测得的p＇为总压力，即p＇= p + (1/2) ρ v2；由图2 -（4）所测得的压力一般称为动压力，即Δp = p＇-p = (1/2) ρ v2。

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