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技術文章
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空氣動力儀
使用說明書
目 錄
一、 概述 ………………………………………………………………（3）
二、 流體動力學的基本原理
1) 連續性方程 ……………………………………………………（3）
2) 伯努利方程 ……………………………………………………（4）
三、 空氣動力儀的功能特點 …………………………………………（4）
四、 空氣動力儀的技術指標 …………………………………………（5）
五、 空氣動力儀的系統構成
1) 動力段 …………………………………………………………（9）
2) 收縮段 …………………………………………………………（9）
3) 實驗段 …………………………………………………………（9）
4) 擴張段 …………………………………………………………（9）
六、 空氣動力儀的系統部件
1) 實驗導軌及支座 ………………………………………………（10）
2) 風機 ……………………………………………………………（10）
3) 風洞 ……………………………………………………………（11）
4) 流管與模型 ……………………………………………………（11）
5) 文丘里管 ………………………………………………………（13）
6) 機翼升力模型 …………………………………………………（13）
7) 整流器 …………………………………………………………（14）
8) 氣壓測量組件 …………………………………………………（14）
9) 多功能測力計 …………………………………………………（16）
七、 空氣動力學實驗前的準備
1) 開放式實驗系統………………………………………………（20）
2) 封閉式實驗系統………………………………………………（23）
八、 空氣動力學典型實驗及使用方法
1) 開放型實驗
a) 文丘里管實驗（伯努利方程驗證）………………………（26）
b) 阻力測試實驗（阻力曲線）………………………………（27）
2) 封閉型（風洞）實驗
a) 斜體模塊實驗（連續性方程驗證）………………………（28）
b) 升力測定（升力曲線）……………………………………（29）
九、 空氣動力儀操作注意事項
1) 系統……………………………………………………………（30）
2) 風機……………………………………………………………（30）
3) 測量組件………………………………………………………（30）
KQD03型空氣動力儀使用說明書
一、 概述
空氣動力儀的實驗研究是流體力學中最活躍和最具生命力的領域之一。華東師范大學科教儀器廠研發而成的空氣動力儀，正為流體力學的實驗研究提供一套相當完善的空氣動力學的測試系統。
利用空氣動力儀中的風洞和模擬技術，不僅能為學習者認識和解決流體力學中的理論問題開辟了獨特蹊徑，而且能形象生動地說明大型風洞系統對汽車、火車、艦船、飛行器等交通工具和高速運動體的模擬測試方法與航空物理方面的基礎知識，也可為高層建筑、橋梁模型的風阻實驗提供基礎性的實驗手段。系統設備體現出科學性、嚴密性、靈活性、技巧性與經濟性的辯證統一。
本空氣動力儀主要用于高等院校的物理學實驗，尤其適用于理工科流體力學專業及相關課程的實驗演示與研究；又可為青少年的探索性、自主性學習以及科普活動提供創造性思維的驗證依據和科技創作的展示平臺。本空氣動力儀同時也適用于有關科研院所的創新探究和職業培訓等領域。
二、 流體動力學的基本原理
流體動力學的規律甚廣，且至今還在發展之中，但測量流體的流速、流量以及依此組成的各類測量儀器，乃至機翼高速運行時產生的升力、火箭噴射時產生的推力等等，都遵循著流體力學這些最為重要的基礎性原理。
1) 連續性（Continuity）方程
如忽略流體的壓縮因素，流體在封閉性管道中作穩恒流動時，在單位時間內流進某截面（A1）的流體質量必等于在另一截面（A2）流出的流體質量（即
流量相等），謂之連續性方程（見圖1）：
流量相等），謂之連續性方程（見圖1）：
(常量) （1） 式中 A為流管某處的截面積，V為該截面處流體的流速。
圖1
2) 伯努利（Bernoulli）方程
根據功能原理，流體在封閉管道中任一點的壓強應遵循如下伯努利方程的關系式：
（常量） 式中p為絕對壓力，
為流體的密度，y 為離重力勢能的零點距，在流體的穩恒流中，上式可簡化為
為流體的密度，y 為離重力勢能的零點距，在流體的穩恒流中，上式可簡化為
（常量） （2）三、 空氣動力儀的功能特點 （圖2）
圖2 KQD03型空氣動力儀
1) 空氣動力儀的系統構件、模型與量計均經精心設計、整合而成的這一獨立、精巧、至美的實驗體系，可對各種模型進行多項流體規律的演示研究和實驗、測試。
2) 作為風源的風機與流管、風洞、測試模型以及多功能測力計等各組件均安置在以實驗導軌作基座的系統之中。各部件配合精良，裝配簡單且無繁瑣的調試要求。
3) 風機采用特殊設計的吸壓式層流芯組構。出風口與風咀相對接時構成開放式空氣動力學實驗系統；而將風機旋轉180°（無需搬動風機）與風洞相接，又可方便地組構成封閉式空氣動力學實驗系統。
4) 風洞的透明罩殼，使觀察流體的動力現象十分生動、直觀、清晰，且風洞的翻板式結構使模型測試件的裝卸（或更換）顯得非常快捷方便。
5) 多功能測力計構思精巧、功能齊全。被測之拉（阻）力、升力測量裝置（多功能測力計）與模型的攻角（飛行角）指示器等構件整合成一體化，可同時測得各項動力學數據。
多功能測力計中的測量小車與導軌精度高，滑動摩擦極小，因而具有很高的靈敏度，可以測出小模型的拉（阻）力和升力。
6) 由直角立桿支承的測量組件（包括多功能測力計和斜管液體氣壓計）可任意轉向、移動或微調，既可方便地與實驗模型相適配，單獨地進行科學實驗，又適用于課堂演示或科技會展供群體鑒賞。
四、 空氣動力儀的技術指標
1) 風機部分
l 最高轉速 2800r/min
l 電源電壓 220v 50Hz
l 輸入功率 264VA
l 輸出功率 180W
l 出口風量 ≮1200m3/h
l 進風口直徑 φ154㎜
l 出風口直徑 φ254㎜
l 風機重量 10.5㎏
l 外形尺寸 255×355×270 mm3
l 環境溫度 -20～50℃
2) 導軌部分
l 導軌長度 1500㎜
l 線度誤差 0.2㎜
3) 流管部分
l 管道接口直徑 φ250㎜
4) 風洞部分
l 風洞截面積 150×150 mm3
l 風洞長度 500㎜
5) 文丘里管部分
l 管長 400㎜
l 探測點處直徑 分別為φ100、φ89、、φ61、
φ50、φ61、φ89、φ100㎜
6) 斜體模塊部分
l 塊長 400㎜
l 寬度 150㎜
l 高度 低端 3㎜、高端 75㎜
※ 放入風洞后的流場截面積為200～120 cm2 (斜面上印有標度)
7) 模型連接部分
l 支撐吊桿長度 長桿120㎜、短桿115㎜
l 模型連接器 長度48㎜、連接螺栓M4×10㎜
8) 測量組件部分
1. 多管壓力計
l 管數 5根
l 管長 225±5㎜
l 管徑 Φ6±0.5㎜
2. 斜管液體氣壓計
l 管長 325±10㎜
l 管徑 Φ6±0.5㎜
l 量程 風壓0～350Pa 分辨率1 Pa（每格 5 Pa）
風速0～24 m/s (每格1 m/s)
3. 扇形拉力計
l 扇形盤徑長 175㎜
l 量程 小指針盤0～0.3N （分度 0.01N）
大指針盤0～0.6N （分度 0.02N）
l 指針長 65㎜
l 拉力行程 145㎜
4. 測量小車A（不附升力秤）
l 尺寸 149（H）×92（W）×25（D）mm3
l 行程 145㎜
l 重量 50 g
5. 測量小車B （附升力秤）
l 尺寸 149（H）×92（W）×25（D）mm3
l 行程 145㎜
l 攻角可調范圍 ±45°
l 重量 150 g
6. 升力秤
l 刻度盤 Φ60㎜
l 量程 -0.5～＋0.6N（分度 0.1N）
l 升力行程 32㎜
7. 皮托管
l 管長 170㎜（外管）160㎜（內管）
l 管徑 Φ5㎜（外徑）3㎜（內徑）
l 靜壓探測孔 Φ2㎜×2㎜
五、 空氣動力儀的系統構成
空氣動力儀根據實驗的設計和要求，可靈活地組構成開放式或封閉式兩類實驗系統。前者只要將風機的出風口與收縮式流管相接，再配以測量機構即可構成。后者則需將流管和風洞等構件級聯成完整的隔離式型的測試系統（示意見圖3、圖4）
圖3 空氣動力儀（開放式實驗系統）
圖4 空氣動力儀（封閉式實驗系統）
1) 動力段 經特殊設計的吸壓式風機產生一定速度和壓力的空氣流。
2) 收縮段 目的在于提高氣流速度，並配合阻尼網或蜂窩型整流罩降低氣流的湍流度，從而達到較好的勻流場指標。
※ 以上兩段在開放式實驗系統和封閉式實驗系統中都要使用。
3) 實驗段 是觀察、測試實驗模型的均勻流場段。在封閉式實驗系統中，實驗段即是風洞，其中裝有按原型一定比例（通常為縮小）精制而成的測試模型，作為對原型的實驗模擬，可對其的流動規律作系統的測量研究。
4) 擴散段 其作用是將實驗段的氣流功能轉化為壓力能，並使氣流逐漸過渡到大氣之中，從而可減少管道損耗及出風口的損失，提高風洞效率。
六、 空氣動力儀的系統部件
1) 實驗導軌及支座（圖5）
空氣動力儀配置由本廠生產的DG03-1500型實驗導軌和多個滑座，組成系統基座。專用的滑座將風機、風洞、流管等各部件支承在導軌之上，組裝成相應的實驗系統后鎖定。
圖5 DG03-1500型實驗導軌及支座
滑座有三種規格：
1. 風機滑座：滑座上端系轉盤式結構，以使風機能任意轉動或鎖定。
2. 風洞或文丘里管滑座：是橫向可微調±8毫米、用以在風洞型框兩端處支承的兩具支座；該滑座也可作文丘里管、整流器的支承件。
3. 測量組件滑座：用于支承測量單元的直角形立桿。
2) 風機（圖6）
吸壓式風機為混流式結構，風力強勁平穩。風機的風葉一端為進風口，裝有防護用的網罩；風機的電機一端為出風口，外緣裝有8根防護柵起保護作用。圖6 風機
風機的底座與專用風機滑座相聯，座落在實驗導軌上，風機頂端的風機控制器盒設有電源開關和調速旋鈕。打開電源后，風機啟動，繼而可旋轉旋鈕，無級地調節風機轉速，從而改變氣流的風壓與風速。
3) 風洞（圖7）
風洞是構成封閉式實驗系統的核心實驗段。
風洞由截面為150毫米見方的透明罩殼構成矩形流管。該封閉式流管用以在簡單的實驗室條件下實現大尺寸流體原型的模擬試驗（反之亦是）。
圖7 風洞
本系統的風洞底板由優質工程塑料以加強筋成型，兩端各裝一矩形框架，其中一端框鑲嵌阻尼網以改善氣流流場，并防止異物吸入風機內部。風洞的三個面板依托在底板和型框之上，構成封閉式的實驗空間。風洞的兩側面板設計成翻板機構，便于試驗模型的裝卸操作。頂板開有狹長的縫槽，插入壓力傳感頭（如皮托管），與液體氣壓計相接，可測量風洞中某點的風壓（風速）值；當打開風洞側板，將模型的吊桿從下穿過縫槽與多功能測力計小車相聯時，便可測量模型的拉（阻）力或升力。
4) 流管與模型
1. 流管 即組成空氣動力儀系統的各種管道，大致可分為以下幾類：
l 收縮型 大圓形→小圓形， 大圓形→方形 （見圖8）
l 擴散型 方形→大方形， 中圓形→大圓形
l 實驗型（詳見下節） 文丘里管/皮托管等。
圖8 流管
2. 模型 即實驗用的模塊（圖9）
l 斜體模塊 將其放入風洞，用來驗證連續性方程。
l 阻力模塊 為在流場中模型受阻測試實驗用的不同型體。包括球形、圓盤形、半球殼形、流線形等。
l 升力模塊 用作機翼的升力實驗與演示（詳見下節）
圖9 模型（模塊）
5) 文丘里管
為了驗證連續性方程和伯努利方程，最常用的實驗設計是利用文丘里管（Venturi tube）進行測試（見圖10） 圖10 文丘里管
文丘里管是一種封閉式流管，其管徑兩邊呈擴散型，中間呈收縮型。主要用以研究管中流場的變化規律。根據連續性方程和伯努利原理，可以導出在流管各處氣流的流速與壓強之間的關系式：
（3） 式中 P與P0 分別為管中某兩處的壓強值
A與A0 分別為管中相應處的截面積顯然，文丘里管咽喉處的流速最大，而壓力最小。
圖11為用U形管壓力計測得該兩處壓強差異的示意圖。
圖11 U形管壓力計示意圖
6) 機翼升力模型
圖12中所示為流線型機翼在大氣中飛行過程中產生升力的示意圖。
當機翼向上昂起（攻角α＞0）時（翼弦與水平面的交角，稱為攻角，亦稱飛行角），機翼的上方流線較密，而機翼下方流線則較為平坦（近于原大氣壓），于是
上方氣流流速V1＞下方氣流流速V2
根據伯努利原理，必有：
上方氣體壓強P1＜下方氣體壓強P2
從而流場將對機翼產生向上的升力，（升力與阻力的合力為F，各分力的大小與機型、航速及飛行時的攻角有關）。 圖12 模型機翼升力示意圖7) 整流器
為使空氣流場均勻、穩定，可以使用氣流整流器。本儀器配有三種整流器：大圓、小圓和風洞使用的方形整流器。見圖13 圖13 整流器8) 氣壓測量組件
1. 
斜管液體氣壓計（圖14）
斜管液體氣壓計（圖14） 斜管液體氣壓計是通過液體受壓流動時，液面高度的變化來測量流體微壓差的一種計量儀器。 圖14 斜管液體氣壓計
斜管液體氣壓計主要由玻璃儲液球相接于傾斜玻璃管組成，並將其固定在矩形托板上。玻管長約300mm，下方有壓力（P）刻度（量程0～350Pa），上方有風速（V）刻度（量程0～24m/s），在矩形托板的右下方嵌有水準泡。托板背后中央設有安裝圓孔，用以套入直角立桿，旋上立桿頂端的螺栓，即可固定斜管液體氣壓計。壓力計儲液球上端的接頭為氣體的正壓測試端；斜管尾端的接頭為氣體的負壓測試端。
2. 多管壓力計（圖15）
將5根細玻璃管並排插入下部的儲液槽中，便組成了多管式的斜管氣壓計，測量時用塑料軟管連接各玻管接頭即可測量氣體多點壓力的相對值。
圖15 多管壓力計
3. 皮托管（Pitot tube）
用作流體壓力傳感頭的標準型皮托管。該皮托管由兩根流管組成，中心管道（b）的頭部開孔，用以測量來流的總壓力P，外圍管道則在兩側壁開有小孔（a），用以測量該處的靜壓力P0。 圖16 皮托管
根據伯努利方程由總壓和靜壓之差即可計算出流速來。
由于流管的截面積相對外界流體截面甚小，即A0＞＞A故由（3）式得：
（4）本空氣動力儀系統的傳感頭系采用工藝較為簡單的皮托管形式，如圖16所示。該皮托管由兩根並排鑲接的彎管所組成，內側管的（b）管，頭部有自然通孔，用以測量來流的總壓力（或動壓），外側管頭部予以封堵，但離頭部約15毫米的側壁處開一對小孔，是（a）孔，用以測量靜壓力。兩管的尾部彎成直角，兩尾端均自然開孔，分別用軟管與斜管液體氣壓計相連，作為總壓力和靜壓力的測試接頭，具體使用時，也可根據需要只用單管。
9) 多功能測力計
多功能測力計主要用于測量模型試件的阻力（拉）力、升力，以及設定模型機翼的攻角（飛行角）等。
由以下幾部分構件組成多功能測力的量計：
l 
導軌座板（圖17） 在厚達10毫米的透明有機玻璃座板上，上下安裝有滑動摩擦系數極小的兩根導軌。下導軌上刻有標度，用以在實驗時確定小車運動的距離。導軌座板的右上角裝有水平儀，在使用前調水平用。導軌座板的左右兩側上下各有兩個螺栓，用以緊固扇形拉力計。導軌座板通過背后的兩根支桿和橫臂組件的連接橋相聯。 圖17 導軌座板
導軌座板（圖17） 在厚達10毫米的透明有機玻璃座板上，上下安裝有滑動摩擦系數極小的兩根導軌。下導軌上刻有標度，用以在實驗時確定小車運動的距離。導軌座板的右上角裝有水平儀，在使用前調水平用。導軌座板的左右兩側上下各有兩個螺栓，用以緊固扇形拉力計。導軌座板通過背后的兩根支桿和橫臂組件的連接橋相聯。 圖17 導軌座板l 
橫臂組件（圖18） 組件橫臂一端的圓筒套入直角立桿中，圓筒內有鎖緊環，旋緊圓筒外的螺栓，可使橫臂組件固定在立桿上。橫臂的另一端為連接橋，用于固定導軌座板部件，連接橋的左右兩端各有一個鎖定導軌座板的螺栓，連接橋左端上下各有一螺栓，依據水準儀相互配合調節使導軌座板部件處于水平。 圖18 橫臂組件
橫臂組件（圖18） 組件橫臂一端的圓筒套入直角立桿中，圓筒內有鎖緊環，旋緊圓筒外的螺栓，可使橫臂組件固定在立桿上。橫臂的另一端為連接橋，用于固定導軌座板部件，連接橋的左右兩端各有一個鎖定導軌座板的螺栓，連接橋左端上下各有一螺栓，依據水準儀相互配合調節使導軌座板部件處于水平。 圖18 橫臂組件l 
測量小車（A）（圖19） 用以測量機翼流線體等模塊的拉（阻）力大小。小車的滑輪（頂部1只，下部2只）安裝在4毫米厚的透明有機玻璃上，使用時將小車的三個滑輪的輪槽插入導軌之中即可水平自由滑動。小車的中下部有連接吊桿的接口座，通過兩個螺栓固定吊桿；小車下部的左右兩端各有一掛柱，用以套掛扇形拉力計的拉線，即當扇形拉力計使用×1量程時，拉線套掛在掛柱的內槽；而當使用×2量程時則改掛在外槽之中。
測量小車（A）（圖19） 用以測量機翼流線體等模塊的拉（阻）力大小。小車的滑輪（頂部1只，下部2只）安裝在4毫米厚的透明有機玻璃上，使用時將小車的三個滑輪的輪槽插入導軌之中即可水平自由滑動。小車的中下部有連接吊桿的接口座，通過兩個螺栓固定吊桿；小車下部的左右兩端各有一掛柱，用以套掛扇形拉力計的拉線，即當扇形拉力計使用×1量程時，拉線套掛在掛柱的內槽；而當使用×2量程時則改掛在外槽之中。 圖19 測量小車A
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測量小車（B）（圖20） 用以測量機翼等模塊的升力和拉（阻）力的大小。測量小車（B）的結構基本上和測量小車（A）相同，只是在小車的中央安裝有升力秤和測試模塊的攻角調節機構。升力秤通過左右各2只滑輪在小車中間兩側的滑槽內上下自由滑移，升力秤中央亦為一卷簧式的測力機構，秤背后的卷簧活動端與線盤相連，線盤上纏繞吊線，線端則系在小車頂端的調節盤上，調節滾花盤鈕可使升力秤懸置。刻度盤外圍又設有調零轉盤，用以調節升力指針的零點。
測量小車（B）（圖20） 用以測量機翼等模塊的升力和拉（阻）力的大小。測量小車（B）的結構基本上和測量小車（A）相同，只是在小車的中央安裝有升力秤和測試模塊的攻角調節機構。升力秤通過左右各2只滑輪在小車中間兩側的滑槽內上下自由滑移，升力秤中央亦為一卷簧式的測力機構，秤背后的卷簧活動端與線盤相連，線盤上纏繞吊線，線端則系在小車頂端的調節盤上，調節滾花盤鈕可使升力秤懸置。刻度盤外圍又設有調零轉盤，用以調節升力指針的零點。 圖20 測量小車B
升力秤的中下方有二個滾花螺栓，用以固定被試模型的吊桿；升力秤大外盤（位于調零刻度盤的后側）為被試模型的攻角調節盤，稍旋松該盤左側的滾花螺栓，便可轉動此盤，通過螺栓與連桿機構帶動被試模型的連接接口，即可改變被試模型的攻角。攻角的大小可根據調節盤的刻度讀出。（確定角度后旋緊螺栓即可）
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扇形拉（阻）力計（圖21） 扇形拉（阻）力計用以測量被試模型在流場中的阻力，其結構機理如下：在拉（阻）力計的扇形直角邊區域裝有卷簧盤的測力機構，盤盒外緣開有線槽，纏繞有拉線，其末端通過定位滑輪與測量小車上的掛柱相系。當被試模型在流場中受風壓而帶動小車滑移的同時，小車拉動拉線而使拉（阻）力計盤盒上的指針發生偏轉，從而可即時在刻度盤上指示出模型所受的阻力。（拉（阻）力計的背后有供調零用的旋盤）
扇形拉（阻）力計（圖21） 扇形拉（阻）力計用以測量被試模型在流場中的阻力，其結構機理如下：在拉（阻）力計的扇形直角邊區域裝有卷簧盤的測力機構，盤盒外緣開有線槽，纏繞有拉線，其末端通過定位滑輪與測量小車上的掛柱相系。當被試模型在流場中受風壓而帶動小車滑移的同時，小車拉動拉線而使拉（阻）力計盤盒上的指針發生偏轉，從而可即時在刻度盤上指示出模型所受的阻力。（拉（阻）力計的背后有供調零用的旋盤） 圖21 扇形拉（阻）力計
扇形拉（阻）計兩直角邊上下分別各有槽口，用以將扇形拉（阻）計固定在導軌座板上。使用時，先將座板側邊上的螺栓松開，然后將拉（阻）力計基板的兩個槽口對準螺栓插入，再旋緊螺栓，即可固定扇形拉（阻）力計。
根據實驗需求，扇形拉（阻）力計可分別安裝在導軌座板的左右兩側邊上，一般開放式系統安裝在左側，封閉式系統安裝在右側。
扇形拉（阻）力計安裝在左側時，調節背后的調零旋盤，使指針向上，對準外刻度線上的零點，拉線的纏繞方向為逆時針，且逆時針通過定位輪，再系掛在測量小車上。
扇形拉（阻）計安裝在右側時，調節背后的調零旋盤，使指針向上，對準內刻度線上的零點，拉線的纏繞方向為順時針，并且順時針通過定位輪，再系掛在測量小車上。
七、 空氣動力學實驗前的準備
1) 開放式實驗系統（圖22）
圖22 開放式實驗系統
1. 先將實驗導軌鋪陳在實驗桌上，導軌兩端應預留0.6米以上的空間區域。
2. 將風機的滑動支座架設在實驗導軌的左方位置上（架設前應完全擰松滑座上的兩個滾花螺栓），擰緊滑座上的兩個鎖定螺栓，予以定位。
3. 擰松滑座上的風機轉向鎖定旋鈕，轉動風機使出風口朝向右側，然后擰緊鎖定旋鈕，使風機固定。
4. 選用收縮型（通常為大圓→中圓）流管，使流管大口的4個槽口對準風機出風口周邊上的4個滾花螺栓套入，擰緊螺栓。
5. 安裝整流罩（如需要），將高立柱滑座放入實驗導軌上，將與流管口徑相配的整流罩（陰口朝流管）插入高立柱滑座上，向上旋轉高立柱滑座上的接口旋鈕固定整流罩，移動滑座，使整流罩套入流管中，然后擰緊滑座上的鎖定螺栓。
6. 在離高立柱滑座（或流管出風口）約15厘米處，將低立柱滑座架設在實驗導軌上，并將直角立桿（立桿處在實驗導軌后方）上的接口和低立柱滑座上的接口對接，向上旋緊滑座上的接口旋鈕，固定直角立桿。
7. 多功能測力計的安裝和調試
l 將橫臂組件一端的圓筒套入直角立桿中，移至適當高度，旋緊圓筒外的螺栓，可使橫臂固定在立桿上。再將小車導軌座板后的兩插桿插入橫臂組件的連接橋左右兩端孔內，稍擰緊鎖定導軌座板的滾花螺栓，使之大致定位。
l 將扇形拉（阻）力計用滾花螺栓固定在導軌座板的左側邊緣上，再將扇形拉（阻）力計的拉線逆時針纏繞卷簧盤，并且逆時針通過定位輪，再系套在測量小車的掛柱上。
l 調節扇形拉（阻）力計背后的零點調節器，使指針指向零點。（垂直向上）
8. 斜管液體氣壓計的安裝與調試
1. 用針筒吸入專用染色液，再將針頭對準儲液球上端管口緩慢注入染色液，等待片刻，直到液面穩定地達到“0”刻度線相持平為止。
2. 旋下直角立桿頂端的滾花旋鈕，將斜管液體氣壓計底端的圓孔對準立桿小心插入在氣壓計頂端（原直角立桿頂端）位置，旋上滾花旋鈕，調整斜管液體氣壓計的朝向（通常與實驗導軌平行），旋緊滾花旋鈕。
9. 多管壓力計 用針筒吸入專用染色液，再將針頭對準儲液槽注入液體，直到液體穩定地達到“0”刻度線相持平。
10. 模型安裝與系統調整
l 
調節實驗導軌左右兩側4個支承旋鈕，按斜管液體氣壓計右下方上的水平儀，將整個實驗系統調平。
調節實驗導軌左右兩側4個支承旋鈕，按斜管液體氣壓計右下方上的水平儀，將整個實驗系統調平。l 將測量小車（通常用測量小車（A）），安放在小車導軌上。
l 將實驗模型擰上吊桿連接器（圖23），再將兩吊桿與測量小車相連，此時模型即可與扇形拉（阻）力計聯動。 圖23 吊桿連接器
l 松開橫臂組件的圓筒滾花旋鈕，移動套筒在直角立柱中的高度，使實驗模型的上下位置正對出風口中線，并使導軌座板連同測量小車和實驗導軌平行后再予以固定。
l 松開橫臂組件連接橋兩側固定導軌座板的滾花螺栓，前后移動導軌座板，使實驗模型在水平位置正對出風口中線。
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11. 按下風機電源開關，順時針調節調速旋鈕，風葉轉動，繼續調節調速旋鈕使風速到達實驗所需的要求。
2) 封閉式實驗系統（圖24）
圖24 封閉式實驗系統
1. 按開放式實驗系統的1、2、3步序安裝好風機。
2. 松開風機支座上的轉向鎖定旋鈕，將風機旋轉180°，使出風口朝向左方，再擰緊鎖定旋鈕。
3. 選用與風洞相接的大圓→矩形流管，將流管的大圓口端套入風機的進風口。
4. 安裝整流罩（如需要），將與流管口徑相配的整流罩（陰口朝流管）套入管道。
5. 將兩個高立柱滑座架設在實驗導軌上，兩者之間間距約50厘米，將風洞下的兩個接口分別與兩高立柱滑座的接口對接（風洞帶有防護網一端朝左側，即風機一側），向上旋轉高立柱滑座上的接口旋鈕，固定風洞。然后將滑座向左移動套住流管（或整流罩的陽口），擰緊兩滑座上的鎖定螺栓。
6. 在風洞段的中央位置按開放式實驗系統6步序中的方法安裝低立柱滑座和直角立桿。
7. 按照開放式實驗系統的7、8步序，將多功能測力計與斜管液體氣壓計安裝就位。
8. 模型安裝與系統調整
l 按開放式實驗系統的步序10（1）將系統調平。
l 將測量小車（通常用測量小車（B）），安放在小車導軌上。
l 將實驗模型擰上吊桿連接器，打開風洞側板，將兩吊桿從下而上穿過風洞上蓋板縫槽與測量小車相連，此時模型即可與扇形拉（阻）力計聯動。
l 松開橫臂組件的連接橋兩側固定導軌座板的滾花螺栓，前后移動導軌座板，使兩吊桿處于風洞上蓋板縫槽的中央。并使導軌座板和風洞上蓋板縫槽平行后予以固定。
l 松開橫臂組件圓筒的滾花旋鈕，移動套筒在直角立柱中的高度，使實驗模型的上下位置處于風洞的中線。
l 根據導軌座板上的水平儀，調節橫臂組件連接橋左側的上下兩個滾花螺栓，使導軌座板處于水平位置。
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9. 按下風機電源開關，順時針調節調速旋鈕，風葉轉動，繼續調節調速旋鈕使風速到達實驗所需的要求。
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八、 空氣動力學典型實驗及使用方法
實驗前分別按開放式實驗系統或封閉式實驗系統的準備事項，完成實驗前的準備工作。
1) 開放型實驗
1. 文丘里管實驗（伯努利方程驗證）
圖25 文丘里管實驗1
l 按圖（25），將文丘里管的5個靜壓測試探頭用軟管順次與多管壓力計相接，觀察文丘里管中探測點的壓力分布狀態，記錄多管壓力計中各壓力管的液面高度，驗證流體的伯努利方程。
圖26 文丘里管實驗 2
l 按圖（26），將斜管液體氣壓計的正、負壓力端接頭分別連接到文丘里管的第1和第4接頭上，調節風機的風速，測量文丘里管在不同風速時，各探測點的壓力及測點間的壓力差，驗證流體的伯努利方程。
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2. 阻力測試實驗（阻力曲線）（圖27）
l 在空氣動力儀的開放實驗段，用多功能測力計的扇形拉（阻）力計和測試小車（A），可測得不同模型形體在流場中的阻力。
l 測量同形而不同截面積的模型所受的阻力FR與其面積A的值，畫出FR～A曲線。
l 用斜管斜管液體氣壓計測出各模型的壓力差或風速值。
l 畫出各不同形體模型的阻力FR與風速V的值，畫出FR～A曲線。
圖27 阻力測試實驗
2) 封閉型（風洞）實驗
1. 斜體模塊實驗（連續性方程驗證）
l 按封閉式實驗系統安裝成風洞系統
l 斜體模塊的底面有3根插針，對應插入風洞底板的3個插孔中，將斜體模塊安放在風洞之中（低處向右方），如圖（28）所示。
圖28 斜體模塊實驗
l 以皮托管作壓力傳感頭，使用斜管液體氣壓計，測試斜面若干標線流場處的風壓△P及風速V值。
l 計算各測點流量，驗證連續性方程。
2. 升力測定(升力曲線)（圖29）
l 按封閉式實驗系統安裝成風洞系統。
l 使用多功能測力計的扇形拉（阻）力計和帶升力秤的測量小車（B）。
圖29 升力測定實驗
l 將模型連接螺栓的后部插入航空器機翼模型中央橫桿的后圓孔之中，模型連接螺栓的前部螺絲放入模型中央橫桿前部的半圓槽中，擰上模型連接螺栓的延長桿，然后放進風洞之中，模型的前后吊桿從風洞頂板縫槽中穿過并與測量小車（B）的升力秤相連（稍長的吊桿固定在升力秤中間的連接點上）。
l 調節升力秤的可調外盤，使機翼的飛行（攻）角約在0°的位置。
l 旋動測量小車上部的升力秤高度調節旋鈕（調節時另一手護住測試小車），目測使升力秤處于上下可移動范圍的中間位置。
l 調節升力秤指針刻度盤，置“0”位。
l 開啟風機，調節風速，用扇形拉（阻）力計和升力秤分別測出模型的阻力FW和升力FA，繪出FW～FA的曲線。
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九、 空氣動力儀操作注意事項
1) 系統
l 在清潔處防塵存放，嚴禁堆放，並防止各零部件和附件機械損傷。
l 定期清洗防塵，清洗時塑料部件可用少量清水或中性洗滌劑輕輕擦拭；金屬部分可用少量機油擦洗。
l 儀器不宜在陽光中曝曬或靠近熱源處使用和儲存。
l 各部件、附件連接時，應保持水平對接，且將各滾花螺栓擰緊，但不宜用力過大。
2) 風機：請參閱風機銘牌上“風機使用注意事項”的說明。
3) 測量組件
1. 斜管液體氣壓計、多管壓力計的液體必須采用專用的染色水，該液體對人體健康無害，但不能吸入或飲用。玻璃管為易損部件，必須小心操作，與軟管插接時，不可過分用力。實驗后應將測量液倒出，用清水洗凈后，再用塑料套罩封住玻璃管接口，以防玻管內受污。
2. 扇形拉（阻）力計、測量小車、升力秤連同導軌座架等構件均為精密組件，裝卸和使用時，必須小心輕放，仔細操作、不能超載，嚴禁過度用力；在實驗前用干布輕輕抹去測量小車軌道和小車滾輪的灰塵和贓物，使實驗數據更準確。
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