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文档简介

第九届全国高等学校物理实验教学研讨会,吴大卫,沈晓丽,方恺,何雨华,陆萍，金佳 同济大学 物理科学与工程学院 2016.7.19,排风口叶片形状对排风效率 的影响研究,目录,一 引言 二 实验仪器 三 实验原理 四 实验步骤 五 实验数据分析 六 实验总结,引言,1. 直流式低速风洞：口径大，可连续运转，实验段速度范围为0100m/s。,图一 直流式低速风洞,实验仪器,2. 1m1m1m 的空心立方体。两侧均有33个直径为2cm的圆孔。空心立方体模拟室内房间环境。,图二 空心立方体,3. 风速测量仪：德国德图高精度热敏式风速仪test0405-V1。,图三 风速仪test0405-V1,图四 主视图,图五 主视图、侧视图,（3） 发散型叶片,图六 主视图、 侧视图,4. 三种不同形状的排风口。,（1）田字格叶片,（2）水平型叶片,实验原理,1. 发散角叶片角度选择： 出风口尺寸如图七，计算许可角度； 假设两叶片左端距离为,则最小角度满足,因此叶片倾斜角度 。,实际实验时我们使得 。,图七 叶片倾斜角度图,实验步骤,(1) 连接仪器，开启风洞机，选择合适的风速。,图八 仪器连接图,(2) 安装好第一种形状（田字格叶片）的排风口，通过两侧各9个孔洞用风力测速仪在边缘与中心位置测量18组风速数据。,图九 测量风速,（3）关闭风洞机，但不要改变风速旋钮的位置。 （4）分别更换其余两种形状（水平型叶片，发散型叶片）排风口，重复步骤（2）、（3）。 （5）控制无关变量进行多次实验，以减小误差。 （6）关闭风洞，结束实验。整理并分析实验数据，得出结论。,实验数据分析,（1）风机风速为 1.06m/s （2）空心立方体内各个记录点风速数据 9个白色数据点在中心平面上，9个蓝色数据点在靠壁平面上。,图十 数据点位置图,得到结果如下表：,（a）田字格叶片（加粗为出风口风速）,（b）水平型叶片,（c）发散型叶片,（3）计算能量传递效率,得到结果如下表：,（a）田字格叶片,（b）水平型叶片,（c）发散型叶片,以下用图更直观地表现，圆形面积代表风能传递效率的大小。,（a）田字格叶片,（b）水平型叶片,（c）发散型叶片,实验总结,（1）出风口位置风速仪示数波动最小，靠壁的地方风速波动比较大。 （2）田字格叶片风速波动变小，出风更加平稳，但效率更低。 （3）发散型叶片较水平型叶片风速波动较为平缓，然而效率也更为低下。 （4）出风口风速：水平田字发散。 （5）在出风口平面上田字格叶片风速变化最小，出风最均匀。 （6）在不考虑能耗情况下，发散式叶片可根据房间实际情况调整角度达到最佳送风效果，可使如火车站，机场等大型共送场所得到最佳的用户
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