鞠晓群 罗念宁 于东 王威

流速测量装置设计  流速测量装置包括皮托管夹具、皮托管、差压变送器和数据采集设备。皮托管的总压和静压口分别与差压变送器通过橡胶管连接，数据采集设备能够记录差压变送器输出的4～20 mA的电流值，通过电流值与压差的对应关系及伯努利方程即可计算流速。

电控系统设计  电控系统由传感器、ECU、执行机构等硬件和系统程序、采集程序、控制程序等软件组成。舵翼的浸没深度及攻角调节、皮托管的平面运动、数据采集等都通过上位机控制面板来完成，控制系统原理如图3所示。

3 实验教学应用

将实验装置安装在循环水槽试验段，为本科生开展舵翼升阻力和皮托管流速测量实验，装置安装方式如图4所示。实验时先维持电机恒定转速，测量水槽断面横向和竖向各五个点的流速以及舵翼在0.5 m浸深不同攻角下的升阻力，然后测量不同电机转速下水槽断面某一点流速及舵翼升阻力，具体工况参数如表1所示。

在不同工况下，差压变送器和三分力天平输出的信号经过处理，得到的实验结果如图5～图7所示。可以看出，皮托管流速和舵翼升阻力测量精度可达1%，工况变化范围较广，舵翼阻力随攻角变大逐渐升高，升力先升高后减小，在29°左右发生失速现象，实验装置完全可以满足本科教学任务。

4 总结

与现有实验设备对比，该装置具有以下特点：

1）可同时进行皮托管流速和舵翼升阻力测量实验，免去实验时多次拆……