《空气绕圆柱体流动压力分布测定》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空气绕圆柱体流动压力分布测定（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1空气绕圆柱体流动压力分布测定空气绕圆柱体流动压力分布测定一 实验目的 学习固体表面压力的测量方法 结合流体力学,进一步了解平行无环流绕流圆柱体的特点 *(较高要求) 与教材给出的理论压力分布比较,了解实际物体所受的形状阻力的来源 二 实验原理 理想流体平行流绕流圆柱体作无环量流动时，圆柱表面速度分布(1)sin200 uuu圆柱表面任一点的压力 p 根据 Bernoulli 方程 (2)gup gup 22220 引入无量纲压力系数 cp来表征物体上任一点的压力分布（3）2 21 uppcp实际流体具有粘性，Re 超过某数值，圆柱后产生涡流，出现尾涡区，破坏圆柱前后 压力的对称分布，造成压差
2、阻力。流动动压 pp02 21 u(4)(81. 90 hh式中 h0h分别为来流总压与静压水头。 圆柱表面一点的压力 p(5) )(81. 9 hhpp对应的压力系数(6) hhhh ppppcp00实验中的空气发生比较低速的流动，可认为空气不可压，密度不变；又空气经过均流 段后流经圆柱，可认为平行定常流。实验流动的雷诺数Du Re式中 D 为圆柱外直径。三 实验设备实验系统仍利用箱式风洞，圆柱体置于实验段。圆柱表面有一测压孔，压力信号从与 圆柱体相垂直的方向上引出，圆柱能够绕自深轴线转动。压力引出的位置由相对来流前驻2点的角度 表示。从圆形刻度盘读数。圆柱体的上游来流截面架设皮托管，以测量
3、来流总 压（流速） 。 四 实验步骤 1 安装皮托管 2 开启风机，测量来流总压 p0与静压 p之差 p0 - p 3 转动圆柱体，每隔 10 记录一次圆柱表面压力与来流静压之差 p-p 4 调节来流速度，测量不同 Re 数时的压力分布（说明：本装置仅可测试 Re5105的亚临界流动）5 实验结束，停止风机图 1 实验装置示意1 箱式风洞 2 实验段 3 圆柱体 4 测压孔 5 倾斜式微压计 6 皮托管 7 调节风门五 数据记录与处理 室温 ta 大气压强 pa 空气运动粘度 m2/s 圆柱直径 m D=4810-3m 来流动压压头 来流静压压头 mmH2Oaa tp 27346. 0hu81
4、. 92 Du Re填入下面的表格，画出压力系数随角度变化的图线，如图 2 所示。h-hcph-hcp 01801019020200302104022050230602407025080260902703100280110290120300130310140320150330160340170350六 思考 1 如何固定皮托管的尖端对准来流？如何检查？ 2 已知表面的压力分布，可以计算圆柱体单位长度受到的压差阻力（形状阻力） 20cos dpRFpR 为圆柱半径。但该式不能直接应用，因为 p=f()很难用简单函数表达。通常用数值 方法求，下式是否正确？)105cos(362)(81. 9135
5、021ihhRFiiip 3 测量来流动、静压和表面压差，想一想如何提高测量精度？ 图 2 平行流绕圆柱压力系数1理论压力系数2亚临界流动时的压力系数3超临界流动时的压力系数1绕圆柱体压力分布的测定绕圆柱体压力分布的测定一、实验目的二、实验原理 1.理想流体平行绕流圆柱体作无环量流动 (1)圆柱体表面的速度分布规律：圆柱体表面上任一点的压力 p，(2)无因次的压力系数cp2.实际流体平行绕流圆柱体作无环量流动 (1)实际流体动压（2）圆柱体表面任一点压力与来流压力之差压力系数三、实验设备2四、实验步骤 1.了解实验风洞。 2.安装皮托管。 3.开启风洞，测量来流的总压p0与静压p的差值(h0-
6、h)，mmH2O。 4.转动圆柱体，每间隔 10测量一次圆柱体表面压力p与来流静压p的差值，mmH2O，共计 19 次。5.调整风洞的速度，重复 3、4 步骤，测得不同雷诺数下的另一组压力分布。 6.停机。 五、实验报告 1.记录以下数据,计算亚临界情况下的u和 Re,并用实测数据计算出的cp值数列入表 1。 室温ta 大气压力p mmHg 圆柱体直径D m 空气运动粘度 m2/s 亚临界:h0 - h mmH2O kg/m3，m/s，aa tp 27346. 0)(81. 920hhuDuRe表表 1 1（Re=Re= ）0h-hcp0h-hcp 0180 10190 20200 30210
7、 40220 50230 60240 70250 80260 90270 100280 110290 120300 130310 140320 150330 160340 170350 表表 2 2（Re=Re= ）0h-hcp0h-hcp 0180 10190 20200 30210 40220 50230 60240 70250 80260 90270 1002803110290 120300 130310 140320 150330 160340 170350 表表 3 3（Re=Re= ）0h-hcp0h-hcp 0180 10190 20200 30210 40220 50230 60240 70250 80260 90270 100280 110290 120300 130310 140320 150330 160340 170350*式中 0()/()pchhhh2.根据实测数据画出表 1 曲线图,并对实验所得压力分布曲线进行分析。六、思考题 在测量h0,h和hi(i=019)时,采用什么措施能够尽可能地提高测量精度?3
