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風洞風洞即風洞實驗室,是以人工的方式產(chǎn)生并且控制氣流,用來模擬飛行器或實體周圍氣體的流動情況,并可量度氣流對實體的作用效果以及觀察物理現(xiàn)象的一種管道狀實驗設備。
風洞種類繁多,如圖甲所示為閉口直流式風洞,其主要組成部分為收縮段、試驗段、擴散段和動力裝置,動力裝置包括直流電機和風扇。風扇轉動后,將空氣吸入風洞中,通過調節(jié)電機轉速以獲得不同的試驗段速度,收縮段前裝有整流柵,整流柵做成方格狀,用來消除氣流中的旋渦,氣流通過收縮段后,流速增大,這樣可使進入試驗段的氣流較為均勻。試驗段截面是方形的,模型放在其中進行試驗,擴散段的功能是使試驗段后面的氣流減速后再排入大氣。
因為風洞的控制性佳,可重復性高,現(xiàn)今風洞廣泛用于空氣動力學工程的測試,譬如結構物的風力荷載和振動,風力發(fā)電、防風設施的功效等,一些研究也指出風洞實驗之結果與現(xiàn)地風場的觀測的結果相近。
(1)用圖甲所示的風洞做實驗,實驗模型應放置在
段,風機工作時,氣流的方向向
(選填“左”或“右”);
(2)風洞中的整流柵做成方格狀的目的是消除氣流中的
,實驗時模型以
為參照物,是運動的;
(3)將圖乙所示的機翼模型固定在臺式測力計上并放置于風洞中,測量風機工作與不工作時,測力計的示數(shù)變化,有風時測力計的示數(shù)比無風時的
,說明機翼模型在風洞中,上下表面受到氣流的壓力差方向向
(選填“上”或“下”);
(4)若圖乙所示機翼模型在水平風的作用下獲得豎直方向的力的大小為F,實驗得到F與風速的二次方v
2關系圖象如圖丙所示,當風速是原來的2倍時,力F是原來
;
A.2倍
B.4倍
C.0.5倍
D.0.25倍
(5)在其它條件不變時,試驗段的橫截面面積越小,試驗段的風速越
.