PDF《科别：物理科》

(一)第一个风洞之制作过程 1?刚开始制作的风洞只有动力段以及测试段,并用保丽龙屑测试气流,结果气流 紊乱,扰流的情形非常严重.所以我们认为可能进气的气流不稳定. 2?为了使进来的气流稳定,於是在测试段的进气口加装了一个以厚纸板制成的四 边形外壳,并在气流入口处贴上透气薄棉,结果气流有比较稳定了,但是还 是稍嫌不理想. 3?最后在参考资料上t解蜂巢式的形状能够对整流最有帮助,而想到用小吸管替 代透气薄棉而进行填充,而结果是令人满意的,气流比之前任一情况稳定, 至此气流的稳定性就可克服. 4?碍於风扇动力小,使气体流速不快,於是制作一收缩段可令气体在通过测试段 时,能够比之前的速度快.加装收缩段的确使气流速度加快,但是气流没有 之前的稳定. 5?第一个风洞之结构(如下图) :由左至右依序为整流段(白色厚纸板里面填充 吸管) 、收缩段(灰色美耐板) 、测试段(透明压克立) 、动力段(风扇规格: 长*宽12cm*12cm 电压:12 伏特) .

3 (1) 整流段:整流段的材质为厚纸板利用胶水及胶带粘合而成箱型,规格为 32cm*27cm(长*宽) ,内部填满小吸管而形成蜂巢状. (2) 收缩段:由美耐板用胶带粘合而成梯形柱状,光滑面朝内以减少阻力, 其规格为上底:32cm*27cm(长*宽) ;

下底:16cm*13.5cm(长*宽)高: 28cm. (3) 测试段:测试段由透明压克力用热熔胶及快乾粘合而成箱型,规格为 16cm*13.5cm*38cm(长*宽*深) . (4) 动力段:由一个抽风风扇构成,与测试段之间的空隙由保丽龙板填充使 其密合.抽风风扇的规格为12V(伏特) 、12cm*12cm(长* 宽) 6?为了使风速加快而多了收缩段,但是气流并没有因此而稳定,所以找一个风力 更强的风扇是必须的.最后终於在拆船货中找到一个强力的风扇 (风扇规格: 长*宽17.6cm*17.6cm 电压:120 伏特) ,而解决风力的问题,并进行著手制 作第二个风洞.

(二)第二个风洞之结构(请参阅下图) 1.此风洞由左至右分为动力段、整流段、测试段三个部分 2.动力段部分是由一个强力风扇构成.风扇的规格为 120V(伏特) 、17.6cm*

4 17.6cm(长*宽) 3.整流段的材质为透明压克力构成,规格为 17.6cm*17.6cm*9.7cm(长*宽*深) , 内部填满小吸管而形成蜂巢状. 4.测试段由透明压克力用热熔胶及快乾粘合而成箱型,规格为 17.6cm*17.6cm* 40cm(长*宽*深) . 5.后来又想要制作一个可以改变风速的风洞,於是终於想到使用变压器(上图最 左边的变压围 0~240 伏特)来改变风速. 6.最后为了探讨外型和风压的关系,因为实验上的需要,最后将第二个风洞改良 成第三种风洞. (稍后有详述)

二、模型车风阻之测量(使用第二种风洞)

(一)实验方法 1?风阻的测量,我们所使用的方法是以汽车模型在风洞中以(1)车头迎向风洞 (2)车尾迎向风洞(3)车子的侧面迎向风洞,将测量的重量减去原始的重 量,所得到的重量与原始重量的百分比. 2?重量的测量是使用电子秤来测量,但是由於秤盘下方与仪器连接的地方有空 隙,在实验时会使气流进入并因为浮力的影响而造成电子秤读不到稳定的数 ,所以著手改良电子秤. 3?改良的电子秤,如下图.改良电子秤的方法是在秤盘前面加装一片厚纸板,使 气流无法进入而且厚纸板不能碰到秤盘以免影响秤盘的准确度.

(二)实验步骤 1?测量每一台模型车在空气中的重量 2?测量每一台模型车以(1)车头迎向风洞(2)车尾迎向风洞(3)车子的侧面, 迎向风洞(在风扇电压为 80V、100V、120V)时的重量. 3?在每一次测量前都需先将电子秤在风洞中归零,不可在空气中归零再拿进风 洞,否则会有误差. 4?由於车子的侧面及车尾的面积较大,所以当车子以侧面及车尾迎向风洞时, 由於风阻大所以车子会移动,此时就以双面胶带固定车轮与秤盘使之不会移 动,实验后再扣除胶带的重量. 5?每一个风扇的电压值均测量十次再求平均值.