AF300
專為二維超音速流研究設計的間歇感應式風洞。透過更換三種不同的噴嘴襯板,學生可調整流場馬赫數,並利用 32 路壓力感測器精確繪製壓力剖面。系統亮點在於配備高品質光學視窗,可搭配紋影儀視覺化觀測激波現象。結合 VDAS® 數據擷取系統,學生能即時記錄、計算並分析超音速下壓力比與馬赫數的關係。
這是一款間歇運作、感應式的超音速風洞,專為研究亞音速與超音速流場而設計。學生可藉此針對二維模型在不同氣流速度下的表現進行深入實驗與觀察。
感應式流場:系統利用外部壓縮空氣源(AF300b,需另購)在工作段感應出氣流。這種設計能產生亂流較少且更穩定的流場,確保實驗結果精確並易於與理論比對。
高品質空氣:配套的氣源系統包含過濾器與乾燥機,提供無塵且乾燥的空氣,這對於防止超音速流中的水氣凝結與保護精密設備至關重要。
收縮-擴張噴嘴 (Laval Nozzle):工作段本身即為一個拉瓦爾噴嘴,並配有可拆卸的頂部組件。
可換式襯板:附贈三種不同形狀的襯板,襯板的幾何形狀決定了工作段擴張處的最大氣流速度(馬赫數)。
壓力監測:裝置配有兩個類比壓力錶,分別監測氣源供應壓力與實際進入風洞的壓力。後者配有感測器,可連結至 VDAS® 系統進行紀錄。
高品質光學窗:工作段兩側設有光學級玻璃窗,專為搭配選購的 Schlieren 紋影儀 (AF300a) 設計。
紋影實驗:透過紋影技術,學生可以肉眼觀察並記錄環繞在二維模型周圍的壓力波影像。
二維模型組:隨附一組二維模型,安裝於光學窗之間。模型角度可調,並透過編碼器電子化精確測量角度。
精密壓力測點:沿著工作段精確分佈多個壓力測孔,使用特定模型時,還有額外的測孔與模型連接。
32 路壓力顯示單元:系統內含一台壓力顯示器,可同時連接所有測點,顯示數值並將數據傳輸至 VDAS®,以便即時計算壓力比與馬赫數 (Mach numbers)。VDAS® 系統可在電腦上對所有重要讀數進行精確的即時數據擷取、監測、顯示、計算與製圖。
儀表架:落地式或桌上型框架為所有電子儀器與 VDAS® 介面提供支撐與電力。
噴嘴壓力分佈研究:觀測空氣在拉瓦爾噴嘴中,由亞音速加速至超音速時的壓力變化。學生記錄沿軸線的壓力降,並理解壓力比如何決定馬赫數。
理論與實際壓力分佈對比:將實驗量測到的壓力曲線與理想等熵流 (Isentropic flow) 理論進行比對,進而探討摩擦損失、邊界層效應對流場的真實影響。
噴嘴面積比與馬赫數關係:在超音速流下,比較噴嘴的「實際面積比」與基於馬赫數推導出的「理論面積比」,學習如何修正實驗模型以符合真實物理反應。
二維模型表面壓力分析:在亞音速與超音速條件下,測量不同攻角時模型表面的壓力分佈。
超音速流下的升力係數 (CL):學習計算並推導氣動力模型在超越音速時的升力係數。
激波與膨脹波圖案視覺化(需搭配選購的紋影儀 AF300A):肉眼觀測並分析超音速氣流通過二維模型,如菱形翼型或楔形體時產生的斜激波、正激波與膨脹波。