空氣流動的簡易裝置實驗報告

⑴ 設計一個簡單的實驗，模擬風的形成，寫出所需的器材和實驗步驟

模擬實驗：風的形成

實驗目的：理解風的成因，初步學會做空氣流動形成風的模擬實驗。

准備的材料：大塑料瓶、小塑料瓶、蠟燭、剪刀、油性筆、橡皮泥、蚊香片、火柴、鑷子。

實驗過程：

1、取一個大塑料瓶橫放在桌面，用刀把它的底部去掉，並利用剪刀把瓶底修理平整。

2、取一個小塑料瓶，把它的瓶口與大塑料瓶中間外壁相接觸，用油性筆在大塑料瓶身上按小塑料瓶瓶口的大小做個記號。

3、用剪刀沿油性筆的記號在大塑料瓶中間外壁開一個小洞，洞的大小比小塑料瓶口略大一點。

4、把小塑料瓶瓶口卡進大塑料瓶外壁的洞里，周圍用橡皮泥封緊。這樣一個空氣流動裝置就做好了。

5、選擇一支與大塑料瓶中間洞口高度差不多的蠟燭，點燃蠟燭放在平整的桌面，觀察蠟燭的火焰沒有飄動，說明現在沒有風。

6、把剛才做好的空氣流動裝置罩在燃燒的蠟燭上，火焰對著小塑料瓶口。這時發現蠟燭的火焰向另外一個方向飄動，說明現在形成了風。

原因分析：點燃蠟燭後，瓶內空氣受熱變輕上升，從瓶口流出，瓶內空氣因此稀薄，壓力減小。而同時，瓶外溫度沒有升高，空氣沒有變化，壓力較大。由於瓶外壓力大於瓶內壓力，瓶外的冷空氣就順著小塑料瓶口向大瓶內流動，瓶內的空氣受熱不斷上升流出，瓶外的空氣又源源不斷地流進瓶內。這樣，就形成了一股由瓶外向瓶內流動的空氣，空氣的流動就形成了風。

⑵ 空氣動力學簡單實驗

空氣動力學是研究空氣和其他氣體的運動以及它們與物體相對運動時相互作用的科學，簡稱為氣動力學。空氣動力學重點研究飛行器的飛行原理，是航空航天技術最重要的理論基礎之一。在任何一種飛行器的設計中，必須解決兩方面的氣動問題：一是在確定新飛行器所要求的性能後，尋找滿足要求的外形和氣動措施；一是在確定飛行器外形和其他條件後，預測飛行器的氣動特性，為飛行器性能計算和結構、控制系統的設計提供依據。這些在飛行速度接近到超過聲速（又稱音速）時更為重要。

20世紀以來，飛機和航天器的外形不斷改進，性能不斷提高，都是與空氣動力學的發展分不開的。亞音速飛機為獲得高升阻比採用大展弦比機翼；跨音速飛機為了減小波阻採用後掠機翼，機翼和機身的布置滿足面積律；超音速飛機為了利用旋渦升力採用細長機翼（見機翼空氣動力特性）；高超音速再入飛行器為了減少氣動加熱採用鈍的前緣形狀，這些都是在航空航天技術中成功地應用空氣動力學研究成果的典型例子。除此以外，空氣動力學在氣象、交通、建築、能源、化工、環境保護、自動控制等領域都得到廣泛的應用。

空氣動力學-研究方法

空氣動力學是通過理論和實驗的途徑並在理論和實驗結合的過程中發展起來的。理論研究首先是在實驗的基礎上建立正確的流動模型。氣體可以以很多自由度按不同的規律運動，但像超音速鈍體繞流（圖3）這樣的復雜的流動總是由流線型流動、旋渦或環流、邊界層、尾跡、激波和膨脹波（僅限於超音速流動）等成分組成，因而在仔細考察上述流動現象和它們相互作用的基礎上，有可能建立反映流動本質的流動模型，然後應用質量、動量和能量守恆定律建立正確描述流動的基本方程。一般來說，這些方程都是非線性的，採用適當的簡化假設後可以應用在場論基礎上發展起來的各種解析方法和奇異攝動法來求解。在數值計算方面，已經廣泛採用有限差分、有限元素、有限基本解等離散點的計算方法。在數值計算中，採用的方程和邊界條件既要正確地反映流動的物理本質，又要便於數學處理，而採用的方法既需注意數學上的收斂性、穩定性，又需注意它們在求解實際問題時的實用性。

實驗方法包括地面模擬試驗和飛行試驗。風洞因氣流易於控制和便於測量等原因，已成為空氣動力學最主要的實驗設備。在地面模擬設備中，只要滿足必要的相似准則就可以模擬真實飛行器的流場，但是滿足全部相似准則的完全模擬是十分困難的，只能實現保證主要因素相似的局部模擬（見實驗空氣動力學）。風洞實驗既能為飛行器設計直接提供數據，也能用於空氣動力學的基礎研究和應用研究，為理論提供流動模型和驗證理論，為設計提供新思想和新概念。為了提高風洞的實驗能力，需要不斷提高風洞性能（例如提高雷諾數、減少洞壁干擾和支架干擾、降低氣流的湍流度等）、發展先進測試技術（例如採用各種微型探頭、非接觸測量技術和動態流場測量技術等）、提高數據的質量、提高風洞運轉效率、建立將風洞實驗結果外推到飛行條件的方法。而風洞與計算機的結合可大大增加風洞的實驗能力。地面模擬試驗並不能完全復現真實的飛行條件，因此除地面模擬試驗外，還要利用火箭、試驗飛機和火箭橇等進行模型自由飛試驗和進行真實飛行器的飛行試驗。地面模擬試驗、飛行試驗和理論計算，已成為解決氣動問題的互相聯系、互相依賴、互相補充和互相驗證的三種手段。

空氣動力學實驗-分類和原理

空氣動力學實驗分實物實驗和模型實驗兩大類。實物實驗如飛機飛行實驗和導彈實彈發射實驗等，不會發生模型和環境等模擬失真問題，一直是鑒定飛行器氣動性能和校準其他實驗結果的最終手段，這類實驗的費用昂貴，條件也難控制，而且不可能在產品研製的初始階段進行，故空氣動力學實驗一般多指模型實驗。空氣動力學實驗按空氣（或其他氣體）與模型（或實物）產生相對運動的方式不同可分為3類：①空氣運動，模型不動，如風洞實驗。②空氣靜止，物體或模型運動，如飛行實驗、模型自由飛實驗（有動力或無動力飛行器模型在空氣中飛行而進行實驗）、火箭橇實驗（用火箭推進的在軌道上高速行駛的滑車攜帶模型進行實驗）、旋臂實驗（旋臂機攜帶模型旋轉而進行實驗）等。③空氣和模型都運動，如風洞自由飛實驗（相對風洞氣流投射模型而進行實驗）、尾旋實驗（在尾旋風洞上升氣流中投入模型，並使其進入尾旋狀態而進行實驗）等。進行模型實驗時，應保證模型流場與真實流場之間的相似，即除保證模型與實物幾何相似以外，還應使兩個流場有關的相似准數，如雷諾數、馬赫數、普朗特數等對應相等（見流體力學相似准數）。實際上，在一般模型實驗（如風洞實驗）條件下，很難保證這些相似准數全部相等，只能根據具體情況使主要相似准數相等或達到自准范圍。例如涉及粘性或阻力的實驗應使雷諾數相等；對於可壓縮流動的實驗，必須保證馬赫數相等，等等。應該滿足而未能滿足相似准數相等而導致的實驗誤差，有時也可通過數據修正予以消除，如雷諾數修正。洞壁和模型支架對流場的干擾也應修正。空氣動力學實驗主要測量氣流參數，觀測流動現象和狀態，測定作用在模型上的氣動力等。實驗結果一般都整理成無量綱的相似准數，以便從模型推廣到實物。

風洞和風洞實驗風洞是進行空氣動力學實驗的一種主要設備，幾乎絕大多數的空氣動力學實驗都在各種類型的風洞中進行。風洞的原理是使用動力裝置在一個專門設計的管道內驅動一股可控氣流，使其流過安置在實驗段的靜止模型，模擬實物在靜止空氣中的運動。測量作用在模型上的空氣動力，觀測模型表面及周圍的流動現象。根據相似理論將實驗結果整理成可用於實物的相似准數。實驗段是風洞的中心部件，實驗段流場應模擬真實流場，其氣流品質如均勻度、穩定度（指參數隨時間變化的情況）、湍流度等，應達到一定指標。風洞主要按實驗段速度范圍分類，速度范圍不同，其工作原理、型式、結構及典型尺寸也各異。低速風洞：實驗段速度范圍為0～100米／秒或馬赫數Ma＝0～0.3左右；亞聲速風洞：Ma＝0.3～0.8左右；跨聲速風洞：Ma＝0.8～1.4（或1.2）左右；超聲速風洞：Ma＝1.5～5.0左右；高超聲速風洞Ma＝5.0～10（或12)；高焓高超聲速風洞Ma＞10（或12）。風洞實驗的主要優點是：①實驗條件（包括氣流狀態和模型狀態兩方面）易於控制。②流動參數可各自獨立變化。③模型靜止，測量方便而且容易准確。④一般不受大氣環境變化的影響。⑤與其他空氣動力學實驗手段相比，價廉、可靠等。缺點是難以滿足全部相似准數相等，存在洞壁和模型支架干擾等，但可通過數據修正方法部分或大部克服。

風洞實驗的主要項目有測力實驗、測壓實驗、傳熱實驗、動態模型實驗和流態觀測實驗等。測力和測壓實驗是測定作用於模型或模型部件（如飛行器模型中的一個機翼等）的氣動力及表面壓強分布，多用於為飛行器設計提供氣動特性數據。傳熱實驗主要用於研究超聲速或高超聲速飛行器上的氣動加熱現象。動態模型實驗包括顫振、抖振和動穩定性實驗等，要求模型除滿足幾何相似外還能模擬實物的結構剛度、質量分布和變形。流態觀測實驗廣泛用於研究流動的基本現象和機理。計算機在風洞實驗中的應用極大地提高了實驗的自動化、高效率和高精度的水平。

由於實際流動的復雜性，單純理論或計算結果都必須通過實驗驗證才能應用於實際問題，有關流動機制的研究更需要依靠實驗，因此空氣動力學實驗有著重要的意義和廣泛的發展前景。

⑶ 一個實驗：驗證風是由空氣流動形成的。需要什麼實驗器

說出風的形成實驗所用的實驗材料，再說出是怎樣形成的？
實驗目的：探究風形成的原因。內
實驗材料：大塑料容瓶、小塑料瓶、蠟燭、蚊香、火柴。
實驗步驟：
1、用一個大塑料瓶，去底去口，再在一側壁面用小刀挖一個與小塑料瓶口大小相同的孔，將一個小塑料瓶去底，瓶口卡進側壁洞口，並用橡皮泥將洞口周圍封嚴。
2、在桌子上點燃一支蠟燭，火苗向上沒有飄動，說明周圍沒有形成溫差，既沒有風。
3、將做好的裝置罩在燃燒的蠟燭上，使小瓶的口正對著火苗，可清晰看到火苗向一定方向飄動。
4、在小瓶底口處點燃蚊香。
5、轉動大瓶。
6.觀察記錄所發現的現象，並進行分析。
實驗現象；
1. 小瓶的口正對著火苗，可清晰看到火苗向一定方向飄動。
2. 小瓶底口處點燃蚊香，也可以看到煙流向大瓶內。
3. 轉動大瓶，火苗也隨著改動飄動方向。
實驗結論：
風形成的原因：空氣受熱膨脹、變輕、上升，體積減少，壓力變小，別處的冷空氣流入補充，這樣不斷循環流動就形成了風。

⑷ 探究我們周圍是否存在空氣的實驗報告

1.取兩個空集氣瓶，用玻璃片蓋好，這樣就收集好兩瓶空氣了
2.將兩個空集氣瓶裝滿水，用玻回璃片答蓋住瓶口的一部分，然後慢慢往前推把瓶口全蓋住（瓶內不可留有氣泡），玻璃片緊蓋住瓶口，然後倒扣在水槽中。用吸管往瓶中吹氣，直到集氣瓶中充滿呼出的氣體，在水下用玻璃片把瓶口蓋緊，取出集氣瓶放在桌面上。同樣的方法收集另一瓶呼出的氣體。
3.往一瓶空氣和一瓶呼出氣體中各滴入數滴澄清石灰水，振盪。觀察到空氣瓶中無明顯現象，呼出氣體瓶中澄清石灰水變混濁，說明呼出氣體中二氧化碳含量比空氣中的高
4.燃著的小木條分別伸入空氣瓶和呼出氣體瓶中，空氣瓶中的小木條沒變化，呼出氣體瓶中的小木條熄滅，說明空氣中氧氣含量比呼出氣體中的高（也能說明呼出氣體中二氧化碳含量比空氣中的高）
5.取兩片乾燥的玻璃片，一片放在空氣中，往另一塊上吹氣發現玻璃片上的水霧比空氣中的那片多，說明呼出氣體中水蒸氣的含量比空氣中的高

⑸ 請設計一個實驗來說明熱空氣的流動方向1.用到的材料2.實驗的過程3.現象4.結論5.畫出實

1. 實驗材料：香煙

2. 實驗過程：點煙

3. 實驗現象：煙往上飄

4. 實驗結論：熱空氣向與重力相反的方向運動

5. 實驗圖：自己腦補~

回答完畢，這是我寫過的最精悍的實驗報告