[科普中国]-旋臂机

简介

旋臂机是一种比较简单的检定设备，它的主要部件是一根水平的横杆，固定在一根垂直轴上，杆的前端可安装待检定的风速计，垂直轴可由马达经过换速转向系统带动旋转，使仪器在xy平面内作等速圆周运动。旋臂顶端的线速度很容易确定，只要室内的空气保持静止，其顶端的线速度就相当于仪器不动时气流的速度。1

发展历史罗宾斯发明了世界上最早的空气动力学实验装置——旋臂机。其主体由一轴架和一个可旋转的旋臂构成。旋臂的一端装试验件。旋臂旋转的动力由重物沿滑轮下落提供。他描述了旋臂机测量阻力的原理：“当旋臂和物体的阻力小于重物M的重量，重物将加速下落，因而带动实验物体旋转，这又导致阻力增加，直到这个阻力与重物近乎相等为止······因此不难设想，通过合适的观察和实验，物体的阻力便能确定下来”。2

优缺点这种设备的优点是可以标定相当低的风速通过旋臂转速很容易确定风速，不再需要其他的标准仪器旋臂的转速可以靠控制电动机或变速箱来改变，但是，当旋臂转速加大后，由于它的带动，室内气流将失去相对静止状态，造成检定误差，带动气流与旋转速度的比值大小取决于旋臂的剖面造型，也可以采取某些阻尼措施减低带动气流。1

注意事项由于所受实验的零件各部分的轨迹是由曲线的缘故，与零件直接直接接触的空气质点，遭受着离心力的影响，这种力量引起了零件压力中心移向离心力的作用方向，且由于在离心力的作用之下气流滑过，使得空气动力值改变，特别是引起迎面阻力的增加，因为出现有所谓随流的关系。也就是实验物的本身和机架引起一个附加气流，使问题变得更加复杂化。这种气流有着稳定、均匀涡旋的性质，在旋转的角速度非常大时，这气流的速度也可以得到很大的值。测量随流的速度后，在实验中要加入相当的修正。2