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 )(])()([2

1)(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 -。并给出雷诺数Re=ρU 1X/μ。