西安交通大学流体力学边界层测定实验报告

离 /mmH2 /mmH2 流 速 比 压/Pa 数/Pa 流速
值值
O
O
m/s u/v
m/s
u/V u/V
0.45 -36.30
-21.00 16.28 0.66 -364.640 -214.770 16.29 0.661 0.097 0.676
0.95 -36.30
-18.45 17.59 0.72 -364.640 -184.270 17.87 0.725 0.204 0.769
3.95 -36.30
-4.35 23.53 0.96 -364.64 -47.89 26.76 0.96 0.85 0.94
4.45 -36.30
-3.60 23.80 0.97 -364.64 -37.34 27.18 0.97 0.91 0.96
4.95 -36.30
-2.55 24.18 0.99 -364.64 -28.56 27.56 0.98 0.96 0.97
边 界 微 压 计 微 压 计 边 界 速 差压传 差 压 传 边 界 速 层 紊
层 距 静 压 读 数 层 内 度 感器静 感 器 读 层 内 度 流 流
离 /mmH2O /mmH2O 流 速 比 压/Pa 数/Pa 流速 比 理 理
m/s u/v
m/s
论论
值值
u/V u/V
0.45 -36.30 -20.85 16.36 0.67 -364.64 -210.94 18.64 0.67 0.11 0.69
250mm 截面数据wenku.baidu.com
雷诺数
距前缘 X=250mm 387658.2（微压计） 390031.6（差压传感器）
坐标初值 Y0：0.45mm 边界层厚度 6.95mm(微压计)
6.95mm（差压传感器）
边 界 微 压 计 微 压 计 边 界 速 差压传 差压传 边界 速度 层流 紊流
层 距 静 压 读 数 层 内 度 感器静 感器读 层内 比 理论 理论
0.95 -36.30 -17.25 18.17 0.74 -364.64 -176.40 20.63 0.74 0.24 0.77
1.45 -36.30 -15.00 19.21 0.78 -364.64 -150.35 22.01 0.79 0.36 0.82
1.95 -36.30 -12.15 20.46 0.84 -364.64 -125.46 23.25 0.83 0.47 0.85
3.95 -36.30
-7.95
22.16 0.90 -364.640 -79.706 22.46 0.911 0.761 0.922
4.45 -36.30
-6.15
22.86 0.93 -364.640 -66.987 22.95 0.931 0.829 0.938
4.95 -36.30
-5.25
实验数据处理及计算：
T=25℃
Pa=96.6Kpa
ρ=1.13Kg/m3
ν=1.58×10-5m2 /s
150mm 截面数据
雷诺数
距前缘 X=150mm 232594.9（微压计） 264968.4（差压传感器）
坐标初值 Y0：0.45mm 边界层厚度 5.95mm(微压计)
6.00mm（差压传感器）
23.19 0.95 -364.640 -51.147 23.56 0.956 0.888 0.953
5.95 -36.30
-3.00
24.02 0.98 -364.640 -33.362 24.21 0.986 0.970 0.978
6.95 -36.30
-2.40
24.24 0.99 -364.640 -23.851 24.56 0.996 1.000 1.000
1.45 -36.30
-15.90 19.21 0.78 -364.640 -165.450 18.78 0.762 0.358 0.753
1.95 -36.30
-14.25 19.55 0.80 -364.640 -146.380 19.65 0.797 0.410 0.834
2.45 -36.30
层流
1.55
1.46
紊流
4.69
4.57
2.01
2.00
7.05
7.05
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
2.根据边界层的速度分布判断流态：
差压传感器 264968.4 390031.6
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：
紊流：δ=0.37**x
150mm 截面
250mm 截面
δ 微压计实测 5.95mm 压力传感器实测 6.00mm 微压计实测 6.95mm 压力传感器实测 6.95mm
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。
7.45 -36.30
-1.65
24.50 1.00 -364.640 -21.315 24.65 1.000 1.000 1.000
数据结果分析：
1. 由雷诺数判断流态：
Re
微压计
150mm 截面
232594.9
250mm 截面
387658.2
临界雷诺数
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
-12.60 20.26 0.83 -364.640 -126.650 20.52 0.832 0.507 0.862
2.95 -36.30
-11.10 20.90 0.85 -364.640 -106.920 21.36 0.867 0.600 0.885
3.45 -36.30
-9.30
21.63 0.88 -364.640 -93.889 21.89 0.888 0.683 0.905
5.45 -36.30
-2.25 24.18 0.99 -364.64 -23.55 27.76 0.99 0.99 0.99
5.95 -36.30
-1.65 24.50 1.00 -364.64 -20.00 27.91 1.00 1.00 1.00
6.45 -36.30
-1.62 24.51 1.00 -364.64 -18.56 27.97 1.00 1.00 1.00
2.45 -36.30 -10.20 21.26 0.87 -364.64 -102.69 24.33 0.87 0.58 0.88
2.95 -36.30
-7.80 22.22 0.91 -364.64 -83.48 25.21 0.90 0.68 0.91
3.45 -36.30
-6.45 22.74 0.93 -364.64 -64.81 26.03 0.93 0.77 0.93