平板边界层测试实验

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平板边界层速度剖面的测定讲义2

平板边界层速度剖面的测定讲义2

2009年04月20~22日平板附面层速度剖面与厚度的测定一、实验目的:1.熟悉附面层速度分布和厚度的测量方法。

2.具体测定平板附面层层流与湍流附面层的速度分布及其厚度。

3.把实验结果与理论计算结果进行比较,分析其差异产生的原因。

二、实验原理:粘性匀质不可压缩流体,测量边界层内的速度,仍利用风速管(皮托管)测风速的原理,即测出某点的总压P0和静压P后再换算成该点的速度,因为边界层很薄,其厚度往往只有几mm到十几mm,因而只能用极细的探针去探测边界层内的压力。

由于在边界层内部满足∂(P)/∂(Y)=0,即静压P沿着平板的法线方向不变,因此,可以用壁面上的静压P来表示边界层内法线上所有不同高度的静压。

于是,本实验将一根微总压管装在一标架上,使微总压管以很小的间距上下移动,测出不同高度处的总压P0(y)后,即可算出法线上离壁面y处的速度。

实验时,把总压管由壁面逐步往上移动,则测出的总压越来越大。

当移动到某一高度以后,再继续往上移动几个间距,这时所测到的总压已不再随高度的变化而变化。

记录下数据,经软件分析后可得速度边界层厚度和速度剖面,并与理论曲线对照。

理论分析中总是假定从平板(或物体)的前缘(或驻点)就开始形成层流或湍流边界层。

实际上绕流体的运动常常是组合边界层问题,即在物体的前部分首先形成层流边界层,在它的后部分形成湍流边界层,在它们之间还有一个过渡段。

过渡段从层流的失稳点(层流不稳定点)开始直到流动成为完全湍流之点(湍流过渡点)结束。

性质介于两者之间。

为了读出压力的微小变化,本实验采用压力传感器,采用总压和静压之差,将其采集的压力信号转换成电信号,再通过放大器进行信号放大后,输入A/D转换器,由计算机直接计算出速度值。

由于速度剖面是以无量纲形式画成的,因此,不需要计算一点的速度,只要计算出速度的相对值就可以了。

计算各高度上的u y/v和y/δ的值,以y/δ为纵坐标,u y/v为横坐标作图(其中v是边界层δ处所对应的边界层外缘处的速度,相当于来流速度),从流速分布图上判断各测点处是层流还是湍流边界层。

平板湍流边界层

平板湍流边界层
下降,当 k(或 n值相当大时,E k
下降更快,与 k 7 成比例如图中
②线。紊流的谱分析说明在紊流 中包含了各种不同尺度的旋涡。 在雷诺数很大时,这些旋涡的尺 度可以有量级上的差别。脉动动 能由大的旋涡带入并逐级传递给 小尺度的旋涡,通过很小尺度的 旋涡由于粘性而将动能转变为热 能,耗散在流动中。
湍流平板边界层的流速分布与分区结构
紊流边界层的流速分布在其不同的分区中具有不同的规律,与 圆管紊流相似。图11-1为紊流边界层中流速分布分区结构的 典型示意图。在紊流边界层中除粘性底层、过渡区及紊流区 (对数区)以外,还存在一个尾流区或称为外区(outer layer)。而粘性底层、过渡区和对数区则统称为内区(inner layer)。在紊流边界层中,对于分区界限各家试验略有出入。
壁面平板紊流边界层自由边界的平均位置为 0.78 , 标准差为 0.14 。粗糙壁面时自由边界平均位置在 0.82
而标准差为 0.15 。
图 11 6 紊流边界层自由边界示意图
湍流平板边界层的湍动特性
为了深入理解边界层中的紊流结构,常对紊流中两 个相邻测点同时进行脉动流速的量测,以分析紊流 的空间特性。 空间相关函数(space correlation function):
值约为0.12,表示 约为自由流速
的12%。垂直紊流度则为0.04.
图11-4中的 w ' 2 分布曲线表明在 紊流平板边界U 层中,展向的脉动
值不容忽视。
图 11 4 紊流平板边界层紊流度沿断面分布[3]
湍流平板边界层的湍动特性
图11-4中还示出了紊流切应力 u ' v ' 在平板紊流边界层内的分布,图
一般用y 表示x2 ,认为:
粘性底层: 0y5 10 过渡区:51 0 y 3 07 0

平板边界层实验指导1213

平板边界层实验指导1213

平板边界层实验指导一.实验目的1)测量平板边界层流速剖面,加深对边界层概念的认识;了解层流和湍流边界层的差异。

2)掌握热线风速仪和皮托管测速技术。

二.实验原理U 大Re 数绕平板流动,在平板边界附近有一个薄层,流速从平板处的零值,经过该层迅速增大到接近来流速度U ,此薄层被称为边界层。

通常定义0.99u =处到平板的距离为边界层厚度。

在平板的前段,边界层内流动呈层流状态,即层流边界层。

建立直角坐标系如图1,原点在平板前端,x 轴沿来流方向,轴垂直平板。

定义局地雷诺数y Re x Uxν=,ν为流体的运动学粘性系数。

从平板前端向后,在某个x 位置以后,Re x 足够大,边界层内流动变得不稳定;继续向后,当Re x 超过临界值Re xc 后,边界层内流动发展为湍流。

Re xc 被称为转捩雷诺数,其大小受多种因素影响,包括来流湍流度、平板粗糙度和其他扰动等。

对光滑平板边界层的观测研究表明,在低湍流度风洞中(湍流度低于1%),Re xc 可达;对于较大的来流湍流度,Re 610xc 也可以低至几千甚至几百。

在层流边界层中,粘性力与惯性力同量级。

除平板前端外(Re 100x <),层流边界层流速剖面满足Blasius 解,即()u Uf η′=,f满足200,0,1f ff f f f ηη′′′′′+=⎧⎪′===⎨⎪′=∞=⎩--------------------(1)其中η=该速度剖面如图2所示。

相应地,层流边界层厚度c δ≈从固壁向外,湍流边界层可分为粘性底层、过渡区和湍流核心区。

在粘性底层内,分子粘性应力远大于湍应力,流速呈线性分布。

在湍流核心区,情况正好相反,分子粘性可略,流速呈对数分布。

设u u u +∗=,yu y ν∗+=,其中u为脉动平均流速,u ∗=为摩擦风速,wτ为壁面上的切应力,ρ为流体密度。

在粘性底层u y +=+,-------(2-1) 在湍流核心区1ln u y κ++=C +,-------(2-2)常数和由实验确定。

平板边界层试验

平板边界层试验

平板边界层实验(一)(一)实验目的1 .测定平板边界层内的流速分布,从而确定流速分布指数规律、边界层名义厚度3、 位移厚度3 ]、动量厚度32、能量厚度3 3。

2 .掌握毕托管和测压计的测速原理和量测技能。

(二)DQS 系列空气动力学多功能实验装置:该装置相当于小型风洞,为组装式结构。

由主机和多种易更换实验段组成,流量可以控 制。

风机提供气流,在压出段设有流量调节阀门,气流通过风道进稳压箱流速减慢进入阻尼 网,阻尼网由二层细密钢丝网构成,可将流体较大尺度的旋涡破碎,使气流均匀地进入收缩 段,经过收缩段可将收缩段进口的速度不均匀度缩小n 2倍,n 为收缩比,本收缩段的收缩比 较大。

收缩曲线应用波兰人维托辛斯基曲线。

收缩段出口接各种实验段,实验排放的气流由 实验台面的孔□进吸音箱回到风机入口,如图1所示。

多管测压计,设有可改变角度的测压排管及调平设置,当测某点压强时取与大气连通7.阻尼网(三)实验段简图稳压箱内的气流经过阻尼网及收缩段均匀进入实验段,在实验段轴心位置安装一块一 面光滑一面粗糙的平板,平板可沿轴线滑动,在实验段的出口装有精致的鸭咀形毕托管,其的测压管与该点测压管的读数差,即为测点的压强水头 如图2所示。

1. 4.联通管 5.通风机 5.输液管 6.吸音箱6.酒精库7.通气管1.测压2.收缩2.角度3.风3.支4.调节阀式(1 — 1 )、( 1-2 )中头部厚度仅有0.3 mm,并配有千分卡尺,灯光显示设置和多管测压计,见图1-1。

(三)实验原理及计算式1 .平板紊流边界层的流速分布实际流体因存在粘性,紧贴壁面的流体将粘附于固体表面,其相对速度为零,沿壁面离作为边界层的厚度。

平板足够长,则边界层可以过渡到紊流,判别过渡位置的特征值是雷诺数Re ,如图1-2所若量测断面坐标为X ,则该断面Re X 为(1-2 )法向随着与壁面距离的增加,流体的速度逐渐增大 当距离为8时,其速度达到未受扰动 的主流流速=这个厚度为8的薄层称为边界层,通常规定从壁面到u = 0.99u 处的距边界层的厚度沿平板长度方向是顺流渐增的, 在平板迎流的前段是层流边界层,如果ReX(本装置用u 代表u )其中V 为空气运动粘滞系数,VR 为动力粘滞系数,Pa 为空气密度。

平板边界层实验报告

平板边界层实验报告

平板边界层实验报告引言平板边界层实验是一种常见的流体力学实验方法,用于研究在流体与固体界面发生的各种现象和特性。

通过实验可以获取边界层厚度、速度剖面、摩擦系数等参数,对于理解流体边界层的特性具有重要意义。

本实验报告将详细介绍平板边界层实验的原理、实验装置、实验过程和实验结果,并对实验结果进行分析和讨论。

实验原理在实验中,我们使用平板边界层实验装置对流体的边界层进行研究。

其原理基于以下几点:1.边界层理论:边界层是指流体流动过程中处于流体与固体物体之间的一层流动区域,其特点是速度梯度较大、流动剪切应力较高。

边界层的特性对于流体的运动、传热和传质等过程具有重要影响。

2.平板边界层:平板边界层是指位于平板表面附近的边界层,它是边界层研究中最常见的情况之一。

通过对平板边界层的研究,可以深入理解边界层的结构、特性及其对流体流动的影响。

3.流动速度剖面:边界层中流体的速度随距离平板表面的距离而变化,一般呈现一定的速度剖面形态。

通过测量流体速度剖面,可以确定边界层的厚度和速度分布特性。

实验装置实验装置由以下几个主要部分组成:1.平板:平板用于产生平板边界层。

通常采用光滑的表面,材质多为金属或塑料。

2.流体:实验中常使用空气或水作为流体介质。

流体通过输送装置注入到实验装置中。

3.流量计:流量计用于精确测量流体的流量,以保证实验条件的准确性。

4.速度测量装置:速度测量装置用于测量流体在平板边界层中的速度。

常见的测量方法包括热线法、激光多普勒测速法等。

5.数据记录系统:数据记录系统用于记录实验过程中获得的各项数据,包括流体流量、速度剖面等。

实验步骤本实验的具体步骤如下:1.准备工作:清洁实验装置,确保平板表面光滑且无杂质。

2.实验装置搭建:按照实验要求搭建实验装置,包括安装平板、连接流体输送装置和速度测量装置。

3.流体注入:启动流体输送装置,将流体注入实验装置中,并调节流量控制阀以控制流体的流量。

4.测速:使用速度测量装置对流体在平板边界层中的速度进行测量。

平板边界层速度分布测量

平板边界层速度分布测量

平板边界层速度分布测量实验指导书实验目的:通过零迎角平板流动的流速测量,获取流速沿物面法向分布。

学习总压管测速。

实验装置和仪器:(1)风洞:回流开口小型风洞,试验段见右图,矩形有机玻璃管道中夹放一金属板,来流沿管道被该板分开,从出口流出。

出口截面的静压为大气压。

(2)偏平总压探针头:偏平总压探针头顶可在出口截面内水平移动,移动量由微分尺控制。

(3)酒精斜管压力计:斜角θ=30º,系数K=1.0,一头通大气,另一头接总压探头。

实验原理:测量原理,就是伯努利定理:不计重力,气流的动压和静压之和为总压。

设总压为P 0,则 )(])()([21)(220y P y v y u y P ++=ρ (1) y 为探头中心距平板的距离,u 、v 分别为平行于平板的流速和平板法向的流速, p 为当地静压,ρ为气流的密度。

因为 a P y P ≡)( , u v <<由(1)可得ρ])([2)(0a P y P y u -= (2)实验步骤:图 风洞试验段示意图(1)实验室大气参数读取和记录;(2)探头零位确定;(3)压力计底座水平调解,测压管液面零刻度调节;(4)风洞开车;(5)调节好探头距平板的距离y ,从压力计读取并记录相应的压力值Po-Pa实验要求:测压时,每移动探头至新位置,应等待几秒钟,在压力平衡后再读取数据。

测量中,观察随探头离开平板距离的增大,压力的变化趋势。

实验报告要求:(1)实验参数:大气压P a (毫米汞柱) ,大气温度t (︒C ) ,大气密度 )(15.273)(464.0C t mmHg P o a +⨯=ρ (公斤/米3) 。

测量为之举平板前缘的距离X ;(2)测压原始数据,及由(2)是换算成流速,给出曲线y y u -)(;(3)找出不随距离y 而变的速度值,记为U 1,并找出满足u(y)= U 1的最小的y值作为δ,给出曲线δ//)(1y U y u -。

空气动力学实验报告

空气动力学实验报告

实验一边界层流动测量实验摘要:边界层,又称为流动边界、附面层,它是流体流动过程中,紧贴壁面的粘性阻力不可忽略的一层薄薄的流体,它对主要流体运动的影响很大。

自普朗特提出该概念起,边界层研究就一直是流体力学研究中一个焦点和难点课题。

本实验通过热线风速仪测量距离凹口平板前缘不同位置点流体的速度分布情况,并对实验数据加以分析处理,从而确定出在不同工况中的边界层的厚度、位移厚度,以及避免粘性力等参数,最终分析边界层的特性。

关键词:边界层,热线风速仪,粘性力,雷诺数,拟合,标定1.实验简介此次实验是在一个开口式风洞中进行的,该风洞试验段截面尺寸为:500mm*500mm。

设置风洞风机的运行频率为20Hz和30Hz、,利用热线风速仪测量凹槽分离点20mm的边界层上的速度分布。

然后用两种不同的方法拟合热线风速仪实验前后标定曲线,得出标定误差值,从而分析比较这两种拟合方法的优缺点,并分析出实验中热线性能的稳定性。

2.实验步骤1)将皮托管固定在风洞试验段,轴线和来流速度方向平行。

记录皮托管标定系数k。

皮托管静压连接到压力传感器负压接口,皮托管总压连接到压力传感器通道1;2)热线风速仪探头安装在二位坐标架上,连接热线探头与恒温控制器输入、输出。

此时热线恒温控制器切勿通电!将热线探头移至和皮托管同一高度;3)热线输出连接到数据采集卡AI0,皮托管输出连接到数据采集卡AI1;4)将热线恒温控制器通电,打开MATLAB热线风速仪标定程序“hw calibration.m”,改变文件名运行程序;5)将热线移动至测量点(距离凹腔分离点X=20mm)上方自由来流中,调整风洞风速,风机运行频率f=30Hz, MA TLAB运行热线速度分布测量程序“hw measurement.m”改变文件存储名称。

改变风洞风速,风机运行频率f=20Hz,重复步骤4;6)打开MATLAB热线风速仪标定程序’hw calibration.m’,改变标定参数存储文件名,重新运行标定程序。

平板边界层内的流速分布实验

平板边界层内的流速分布实验

平板边界层内的流速分布实验(一).实验目的测定平板上离前缘某一定点处边界层内的流速分布及其厚度。

(二)仪器设备吸入式风洞~大气压强计~温度计~微压计~U形测压管~平板模型~总压探针及三维坐标架。

(三)实验原理1.边界层外为理想流体(总压P0=P a和速度V无穷不变)。

2.边界层内为实际流体(P0和u x都在变化,Po<Pa,u x<V无穷)3.对平板而言:⊿P/⊿x=0,⊿P/⊿y=0,各点静压相同)4.任一点的总压,静压,速度之间的关系为:P o=P j+u x^2*ρ/25.任一点的速度:ux=(2*g*⊿h(ρ水-ρ)/ρ)^0.56.边界层厚度δ的定义:在外边界上的速度ux与来流速度V无穷相差1%的点,该点据平板壁面的垂直距离为边界层厚度)(四)数据处理(1)当x=150mm时,Re=2.031*10^5,可以认为是层流,当X=250mm时,Re=3.38*10^5,为紊流(2)在图一和图二中,X=150mm,实际曲线与紊流理论曲线更接近,因此为紊流在图二和图三中,X=250mm,实际曲线与紊流理论曲线更接近,因此为紊流(3)计算得X=150mm时,层流边界层为14.35mm,紊流边界层为2.125mm根据实验数据分析得实际边界层厚度约5.15mm,接近紊流X=250mm时,层流边界层厚度为18.527mm,紊流边界层为3.92mm,实验得实际边界层厚度约6.80mm,接近紊流。

(4)数据记录及分析如下5 56 182 93 99 35 91159 8 8.4526.3221.3120.9998 21.4271.00420.6110.96620.8570.9771 0 99.4525.621.3411.0008 21.4271.00421.2450.99621.1930.993图一X为150毫米时的速度分布曲线图二X为250mm时的速度分布曲线图三X为250mm时的速度分布曲线图四X为250mm时的速度分布曲线。

流体力学平板边界层内的流速分布实验报告电子版

流体力学平板边界层内的流速分布实验报告电子版

平板边界层内的流速分布实验实验日期 2011-5-21 小组成员:李超,郭静文(93班)等 报告人 周楠 能动95 09031125实验目的1) 测量离平板前缘任意截面边界层内的速度分布; 2) 根据速度分布确定边界层厚度; 3) 了解风洞结构及测量仪器。

仪器设备吸入式风洞、大气压强计、温度计、微压计、U 型测压管、平板模型、总压探针及三维坐标架。

其中仪器的重要参数包括:(1)吸入式低速风洞P max =P a , 工作截面尺寸300mm ×300mm;(2)风洞的气体流速u max <25m/s, M<0.3,所以风洞内气体流动可以看成二维不可压缩流动即ρ=ρa(3)平板尺寸325mm ×200mm (4)总压探针头部直径:d=0.9mm实验原理1 流体在大雷诺数下绕物体流动时,由于流体粘性的作用,与物体表面接触的流体速度为零,然后沿法向很快增至主流速度,这层贴近物体表面,沿着法向有很大速度梯度的流动薄层,称为边界层;2 在边界层内,速度梯度很大,不能忽略流体的粘性,因此流动作实际流动u x 和p o 都在变化且u x <v ∞,p o <p a ;而在边界层外,流体粘性对流动的影响很小,可作理想流体分析,即总压p o =p a ,来流速度v ∞不变;3 对于平板而言,各点静压相同;4 对平板模型解N-S 方程可得总压与静压之关系22x o j u p p ρ=+5 任意点速度为x u =其中Δh 为总压与静压的压差水柱高度,本次实验中采用电测法测量静压和总压的压差Δp ,所以x u =6 边界层的厚度由下列条件确定,在该点边界层的流速与主流速相差1%时规定为边界层的边界,该点距平板的距离为边界层的厚度δ。

7 空气的密度ρ可以根据理想气体状态方程以及测量得到的实验室温度和大气压可得,pM RT ρ=。

实验步骤1 调整U型测压管和微压计,使管内两液面保持水平。

平板附面层实验指导书

平板附面层实验指导书

粘性流体力学课程实验指导书适用专业:航空宇航推进理论与工程编写:黄国平南京航空航天大学能源与动力学院2005年8月有压力梯度平板附面层实验一实验目的1,通过实验,强化对湍流/层流平板附面层区别的认识,了解平板附面层受压力梯度影响的特性,加深对相关理论知识的理解。

2,学习和掌握测量平板附面层的实验方法。

3,在压力梯度近似为无时,测定平板上某一点的沿法向速度分布,由此定出该点的附面层性质(层流或湍流)、算出附面层厚度δ和位移厚度*δ,并用经验公式计算出附面层δ和*δ,与实验数值进行对比分析。

4,进行有压力梯度(学生自行设计压力梯度情况)的平板附面层进行测量,获得速度型分布和附面层δ和*δ,与无压力梯度情况的测量结果进行对比分析。

二实验设备如图1所示,本实验所使用的风洞设备可分为3段,包括风洞进气段、平板附面层实验段、风洞下游抽气节流段等。

图1 附面层实验装置示意图附面层风洞为二维吸气式,在风洞进气段有喇叭型进气口从环境大气中抽吸空气,并具有整流格栅等使气流均匀进入实验段。

风洞实验段两侧用玻璃来作为壁面板,以便于观察实验段内部的情况。

实验段又可分为无压力梯度平板附面层段和可调压力梯度段。

两段的风洞下方都是一平直板,长330m,宽48mm,上面沿流向分布有测量平板壁面静压的静压孔,共14个,第一点距平板前缘65mm,点与点之间距离15mm。

在无压力梯度平板附面层段有一段保持与下平板间通道为无压力梯度流动的上平板;而在可调压力梯度段则是一块可调倾斜度的斜板,由专门的螺杆旋钮来调节。

在图1中所标示截面位置进行附面层测量。

测量附面层总压的探针安装在一微型座标架(由螺旋测微器改造)上来进行移动。

风洞下游抽气节流段既包括了真空泵(或鼓风机)作动力的抽气管路系统,也有电动蝶阀来实现对风洞流速的改变。

本实验各测点表压(包括平板静压和附面层总压)的测量都使用“U ”型水排压力计或倾斜微压计,也可以用电子压力传感器和计算机数据采集系统来测量。

平板边界层实验报告

平板边界层实验报告

平板边界层实验报告一、实验目的本次实验旨在通过测量平板边界层的速度分布、压力分布和阻力系数等参数,了解平板边界层的特性及其对流体运动的影响。

二、实验原理平板边界层是指流体在与固体表面接触时,由于黏性作用而形成的一层极薄的流动区域。

在平板上方,流体速度逐渐增大,而在靠近平板表面处,由于黏性作用,流体速度减小并趋于零。

因此,在平板表面附近会形成一个速度梯度很大的区域,即平板边界层。

本次实验采用热线法测量平板边界层速度分布,并利用静压法测量压力分布。

根据这些数据可以计算出阻力系数等参数。

三、实验装置本次实验所使用的装置如下:1. 平板:宽300mm,长600mm,厚10mm。

2. 电源:直流电源。

3. 流量计:利用热线法测量气流速度。

4. 压力传感器:利用静压法测量气流压力。

5. 数据采集系统:将测得的数据传输到计算机上进行处理。

四、实验步骤1. 将平板放置在风洞中央,并调整风洞风速为指定值。

2. 开始测量速度分布。

将热线传感器插入平板上,并通过电源对其加热,使其温度高于周围空气。

当气流通过热线时,由于黏性作用,会导致热线周围的空气速度发生变化。

通过测量热线电阻的变化,可以计算出气流速度。

3. 测量压力分布。

将静压传感器插入平板上,并记录不同位置处的静压值。

4. 根据测得的数据计算出阻力系数等参数。

五、实验结果及分析1. 速度分布图根据测得的数据绘制出平板边界层内的速度分布图如下:从图中可以看出,在与平板表面距离较远处,气流速度基本保持不变;而在距离平板表面较近处,由于黏性作用,气流速度逐渐减小并趋于零。

因此,在平板表面附近会形成一个速度梯度很大的区域,即平板边界层。

2. 压力分布图根据测得的数据绘制出平板表面上的压力分布图如下:从图中可以看出,在平板表面附近,气流静压较高;而在距离平板表面较远处,气流静压逐渐减小。

这是由于在平板表面附近,由于黏性作用,气流速度减小,因此气流静压会增大。

3. 阻力系数计算根据测得的数据可以计算出阻力系数等参数。

实验四 空气纵掠平板时流动边界层和热边界层的测量

实验四  空气纵掠平板时流动边界层和热边界层的测量

实验四空气纵掠平板时流动边界层和热边界层的测量一、试验目的1、了解流体流过热固体表面时形成流动边界层和热边界层的特性。

2、了解流体的流速和固体表面温度对流动边界层和热边界层的影响。

二、实验原理当实际流体流过固体表面时,在接触表面的地方因为粘性作用的缘故,其速度为零,离开表面处,速度逐渐增加,至一定厚度以后,其速度不再增加,即与主流速度相等,这种在固体表面附近流体速度发生剧烈变化的簿层称之为流动边界层(又称速度边界层)。

其厚度记为δ。

根据流体的雷诺准数不同,形成的边界层可分为层流边界层和紊流边界层,边界层的厚度定义为流体速度等于99 %主流速度处至固体表面速度为零处的厚度。

在对流换热条件下,主流与壁面之间存在着温度差。

实验观察同样发现,在壁面附近的一个簿层内,流体温度在壁面的法线方向上发生剧烈的变化,而在此簿层之外,流体的温度梯度几乎等于零。

流动边界层的概念可以推广到对流换热中去,固体表面附近流体温度发生剧烈变化的这一簿层称为温度边界层或热边界层,其厚度记为δt。

对于纵掠平板的对流换热,一般也以过余温度为来流过余温度的99 %处定义为δt的外边界,而且除液态金属及高粘性的流体外,热边界层的厚度δt在数量级上是个与运动边界层厚度δ相当的小量。

在测量平板局部换热系数后,仍保持平板相同的热状态不变,可以利用边界层速度分布、温度分布测量机构,即用全压探头测量边界层内全压的变化,以及用测温探头测量边界层内温度的变化。

最后测出流动边界层厚度δ和温度边界层厚度δt。

三、实验设备测量流动边界层厚度δ和温度边界层厚度δt的装置见图4—1。

测温探头3与4和测压探头5一同固定在位移机构6上,由于边界层的厚度很小,用千分表来精确测量二探头的位移。

位移机构上固定探头处有一微调件,可以调节探头的伸出距离,使二探头处于对平板壁面有同样的相对位置。

探头接触平板壁的初始位置由一电回路上的指示灯来确定。

边界层速度分布、温度分布测量机构是装压在试验风道出口处,所测边界层截面位置紧靠空气流射流出口,因此全压管所反映的即为气流的动压。

西安交通大学流体力学边界层测定实验报告2

西安交通大学流体力学边界层测定实验报告2

实验数据处理及计算:
150mm截面数据
250mm截面数据
数据结果分析:
1.由雷诺数判断流态:
临界雷诺数Re=3∗10
流态判断:150mm截面为层流流动
250mm截面为层流向紊流过度区域2.根据边界层的速度分布判断流态:
由绘制的曲线分析,实测曲线均与紊流理论曲线吻合较好。

判断结果为:150mm截面、250mm截面均为紊流流态
3.根据边界层厚度判断流态:
层流:δ=5∗√υx
V
紊流:δ=0.37*υ1
5*x
由以上数据判断结果为:150mm截面流态为:紊流250mm截面流态为:紊流
实验总结与思考:
通过如上三种方法认为,通过实验,该平板模型在实验流场中,150mm截面处与250mm界面处均为紊流流态。

原因可能是风洞中流速过快,以及1截面选择过于靠后,因而测不到或测得层流流态。

建议下次试验对100mm截面进行测试。

思考题:
1.流体的流动状态受到哪些因素的影响?
答:Re=LVρ/μ,影响因素有特征长度L,,流速u,流体密度ρ,流体粘度μ.而温度会影响流体的粘度和密度。

2.为何层流和紊流呈现不同的速度分布规律?
答:两种状态和流动的雷诺数雷诺数小,意味着流体流动时各质点间的粘性力占主要地位,流体各质点平行于管路内壁有规则地流动,呈层流流动状态.雷诺数大,意味着惯性力占主要地位,流体呈紊流流动状态。

平板划线法实验报告

平板划线法实验报告

平板划线法实验报告导语:平板划线法实验是一种重要的实验方法,是描述地面上的凹凸侧界的常用方法。

该实验用以测量海岸线、山脉、河流谷等地质特征,在地质技术活动中发挥着重要作用。

本文主要介绍了平板划线法实验的原理、器材介绍、实验方法以及数据记录等内容,旨在为读者提供一份平板划线法实验报告,以帮助读者更好地理解和掌握该实验方法。

一、实验原理平板划线法实验是一种基于直线剖面的地面调查方法,主要是把一个宏观大尺度的地形调查结果用多条水平的直线剖面去描述。

它根据地形变化的规律来把一个宏观区域分割成若干划线,从而形成的一组具有特征的划线框架,又称作“划线网”,主要用于描述地面上的凹凸侧界,如海岸线、山脉、河流谷等。

二、器材介绍平板划线法实验所用的器材包括:水准仪、探点架、测距尺、画线画板等。

其中水准仪是主要的设备,是用来水平、高程测量的仪器;探点架是用来测量凹凸深度的,它的底座有微量水平调整;测距尺是用来测量划线之间的距离;画线画板是用来将测量出的结果记录在图纸上的。

三、实验方法1. 测量基准点:首先,用水准仪测量一个基准点,确定地面的水平坐标系;2. 测量基准线:然后,从基准点开始,沿着目标凹凸边界测量出一条水平线,即为基准线;3. 描绘凹凸边界:接着,纵向依次划出几条垂直于基准线的直线,距离基准线有一定距离;4. 测量线距:最后,用测距尺测量出平板网格的线距,并用画板画出来。

四、数据记录测量完后的数据应该记录妥当,其包括基准点和基准线以及平板网格等信息。

包括:1. 基准点:基准点的水平坐标、高程;2. 基准线:基准线的起点及终点水平坐标、高程;3. 网格:每条网格线的起点及终点水平坐标;4. 线距:每行网格之间的线距。

五、总结平板划线法实验是一种常见的实验方法,它可以有效地描述地面的凹凸侧界。

本文简单介绍了该实验的原理、器材介绍、实验方法以及数据记录等内容,以帮助读者更好地理解和掌握该实验方法。

平板边界层实验数据处理

平板边界层实验数据处理

平板边界层实验数据处理
计算及过程流程对于地球科学的发展与影响不言而喻,对于任何地球物理学家
深入了解地表问题都不可或缺。

平板边界层是实验中常要考虑的问题之一,在大气和海洋研究中2019平板边界层的实验不仅被广泛使用,而且数据处理技术也处于
飞速发展阶段。

这些应用引发了一系列理性计算过程中技术相关挑战。

对于传统用于处理平板边界层实验数据的技术,在估计合理的误差上存在一些
缺点。

首先,传统技术并不能直接提取重要信息,且需要大量的时间、经历和资源来处理数据。

其次,这种技术需要借助大量的推断和假定,从而导致误差增加。

最后,这种技术对于可视化性的进展微乎其微,不能满足有效的数据可视化和分析。

为了改善传统技术的问题,许多学术前沿技术如深度学习、计算流体力学等被
应用到处理平板边界层实验数据,重新想象和创造平板边界层实验数据处理技术。

伴随着先进技术在处理平板边界层实验数据方面的成功实施,这些技术体现出许多优势,从而解决上述传统技术存在的问题。

首先,利用这些先进技术,可以准确地从复杂的实验数据中提取出相关信息,而不需要作出任何推断和假定;其次,这些技术可以帮助我们有效地进行数据可视化分析和结果验证;最后,这些技术还可以最大限度地减少延迟和浪费的可能性,大大缩短处理时间。

因此,通过把这些先进技术应用到处理平板边界层实验数据,这些技术可以在处理数据效率以及准确性上发挥着关键作用。

因此,伴随着现今科技的发展,有效地处理平板边界层实验数据的技术也在不
断发展壮大,应用前沿技术及有效建模等有助于普及技术的推广,加速技术的发展,促进人们对平板边界的深入了解。

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0
U
∫ θ = δ u (1 − u )dy 0U U
式中 u( y) 为边界层内速度分布函数。
如 果 测 得 了 边 界 层 的 速 度 分 布 曲 线 u( y) , 就 可 以 分 别 画 出 (1 − u ) ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
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