空气绕圆柱体流动压力分布测定参考资料

1、5薇空气绕圆柱体流动压力分布测定蒅一实验目的膃学习固体表面压力的测量方法罿结合流体力学，进一步了解平行无环流绕流圆柱体的特点蚅*（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袄二实验原理袃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% = 0 u 寸二-2u：_sin v肇圆柱表面任一点的压力p根据Bernoulli方程2 2 p U。_ P： U： 亦蚃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)袈p - P:CP2膆实际流体具有粘性，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，造成压差阻力。螃流动动压Po _

2、 p：9.81(h -h：)薈式中hohg分别为来流总压与静压水头。 蒆圆柱表面一点的压力 p袀p-p：,9.81（h-hj羀对应的压力系数P _ P： _ h _h： Po - P： ： ho - h：祎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。实验流动的雷诺数薁ReU：D螈式中D为圆柱外直径。芅三实验设备莁 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点的角度0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

3、，以测量来流总压（流速）。衿四实验步骤膈1安装皮托管蚄2开启风机，测量来流总压 po与静压pg之差Po - p肁3转动圆柱体，每隔 10o记录一次圆柱表面压力与来流静压之差p-pg袁4调节来流速度，测量不同 Re数时的压力分布芆（说明：本装置仅可测试 Re 5 x 105的亚临界流动）膄5实验结束，停止风机3、 - *1 石| /1P.Illi图1实验装置示意皮托管7调节风门蚈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薃五数据记录与处理薂室温ta 大气压强pa 空气运动粘度 m2/S2 9& hRe来流静压压头 mmHzO蝿圆柱直径 m_ D=48 x 10-3m 来流动压压头 芆填入

4、下面的表格，画出压力系数随角度变化的图线，如图2所示。节B o螁 h-h袅Cp蚆B o肃 h-h g薈Cp芇0肅螃虿180莆薅薄10螁螈羄190芄薈袇20莃螀薀200羅袃蒁30蚁莇蒆210-+- 芁蒈蒆40羅羁蒀220袈莅螂50薁羆螄230蒂莈荿60芄芃莀240蒇蚃羃70蒁薆莆250蚃芈羈80螆蒄莀260肆膅羀90莁荿蚄270蚀腿薇100肄莁芀280蚅蒃賺110-+- 芁羈袃290袂聿肆120薆蚂膀300葿肅莂130羇薇蒅310膃罿蚅140袄袃肀320肇芃蚃150袈膆螃330莄罿160340170350六思考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

5、受到的压差阻力(形状阻力)Fp = pRcosd 寸R为圆柱半径。但该式不能直接应用，因为p=f( 0 )很难用简单函数表达。通常用数值方法求，下式是否正确？352 二Fp =9.81R ?(hi h i) cos(5 10i)y363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绕圆柱体压力分布的测定、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

6、) 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1四、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po与静压p*的差值（ho-hi , mmHO19次。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，mmHO,共计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 山和Re,并用实测数据计算出的 Cp值数列入表1。 室温t a =C大气压力p = mmHg圆柱体直径D = m空气运动粘度 v = m 7s亚临界：h - h*=

7、mmH 2OPa 32 9.81u：D:-=0.46kg/m , u(h0 - h. ) m/s, Re =273 +taY Pv表 1 (Re=)00h-h *Cp00h-h *Cp0180101902020030210402205023060240702508026090270100280110290120300130310140320150330160340170350表 2 (Re=)00h-h *Cp00h-h *Cp018010190202003021040220502306024070250802609027010028011029012030013031014032015033

8、0160340170350表 3 (Re=)00h-hCp00h-hCp0180101902020030210402205023060240702508026090270100280110290120300130310140320150330160340170350*式中 Cp =(h-h：-)/(ho-h2. 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h。, h*和hi (i =0 19)时，采用什么措施能够尽可能地提高测量精度以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l e tude et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasa des f