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風(fēng)洞風(fēng)洞即風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)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?qū)嶓w周圍氣體的流動(dòng)情況,并可量度氣流對(duì)實(shí)體的作用效果以及觀察物理現(xiàn)象的一種管道狀實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
風(fēng)洞種類繁多,如圖甲所示為閉口直流式風(fēng)洞,其主要組成部分為收縮段、試驗(yàn)段、擴(kuò)散段和動(dòng)力裝置,動(dòng)力裝置包括直流電機(jī)和風(fēng)扇。風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)后,將空氣吸入風(fēng)洞中,通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速以獲得不同的試驗(yàn)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(jìn)入試驗(yàn)段的氣流較為均勻。試驗(yàn)段截面是方形的,模型放在其中進(jìn)行試驗(yàn),擴(kuò)散段的功能是使試驗(yàn)段后面的氣流減速后再排入大氣。
因?yàn)轱L(fēng)洞的控制性佳,可重復(fù)性高,現(xiàn)今風(fēng)洞廣泛用于空氣動(dòng)力學(xué)工程的測(cè)試,譬如結(jié)構(gòu)物的風(fēng)力荷載和振動(dòng),風(fēng)力發(fā)電、防風(fēng)設(shè)施的功效等,一些研究也指出風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)之結(jié)果與現(xiàn)地風(fēng)場(chǎng)的觀測(cè)的結(jié)果相近。
(1)用圖甲所示的風(fēng)洞做實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)?zāi)P蛻?yīng)放置在
試驗(yàn)
試驗(yàn)
段,風(fēng)機(jī)工作時(shí),氣流的方向向
右
右
(選填“左”或“右”);
(2)風(fēng)洞中的整流柵做成方格狀的目的是消除氣流中的
旋渦
旋渦
,實(shí)驗(yàn)時(shí)模型以
氣流
氣流
為參照物,是運(yùn)動(dòng)的;
(3)將圖乙所示的機(jī)翼模型固定在臺(tái)式測(cè)力計(jì)上并放置于風(fēng)洞中,測(cè)量風(fēng)機(jī)工作與不工作時(shí),測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化,有風(fēng)時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)比無風(fēng)時(shí)的
小
小
,說明機(jī)翼模型在風(fēng)洞中,上下表面受到氣流的壓力差方向向
上
上
(選填“上”或“下”);
(4)若圖乙所示機(jī)翼模型在水平風(fēng)的作用下獲得豎直方向的力的大小為F,實(shí)驗(yàn)得到F與風(fēng)速的二次方v
2關(guān)系圖象如圖丙所示,當(dāng)風(fēng)速是原來的2倍時(shí),力F是原來
B
B
;
A.2倍
B.4倍
C.0.5倍
D.0.25倍
(5)在其它條件不變時(shí),試驗(yàn)段的橫截面面積越小,試驗(yàn)段的風(fēng)速越
大
大
.