平板邊界層速度剖面的測(cè)定講義2

2022年04月20?22日平板附面層速度剖面與厚度的測(cè)定一、試驗(yàn)?zāi)康模?熟識(shí)附面層速度分布和厚度的測(cè)量方法。.詳細(xì)測(cè)定平板附面層層流與湍流附面層的速度分布及其厚度。.把試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，分析其差異產(chǎn)生的緣由。二、試驗(yàn)原理：粘性勻質(zhì)不行壓縮流體，測(cè)量邊界層內(nèi)的速度，仍采用風(fēng)速管（皮托管）測(cè)風(fēng)速的原理，即測(cè)出某點(diǎn)的總壓Po和靜壓P后再換算成該點(diǎn)的速度，由于邊界層很薄，其厚度往往只有幾mm到十幾mm,因而只能用極細(xì)的探針去探測(cè)邊界層內(nèi)的壓力。由于在邊界層內(nèi)部滿意8（P）/S（Y）=0,即靜壓P沿著平板的法線方向不變，因此，可以用壁面上的靜壓P來表示邊界層內(nèi)法線上全部不同高度的靜壓。于是,本試驗(yàn)將一根微總壓管裝在一標(biāo)架上，使微總壓管以很小的間距上下移動(dòng)，測(cè)出不同高度處的總壓Po（y）后，即可算出法線上離壁面y處的速度。試驗(yàn)時(shí)，把總壓管由壁面逐步往上移動(dòng)，則測(cè)出的總壓越來越大。當(dāng)移動(dòng)到某一高度以后，再連續(xù)往上移動(dòng)幾個(gè)間距，這時(shí)所測(cè)到的總壓已不再隨高度的變化而變化。紀(jì)錄下數(shù)據(jù)，經(jīng)軟件分析后可得速度邊界層厚度和速度剖面，并與理論曲線對(duì)比。理論分析中總是假定從平板（或物體）的前緣（或駐點(diǎn)）就開頭形成層流或湍流邊界層。實(shí)際上繞流體的運(yùn)動(dòng)經(jīng)常是組合邊界層問題，即在物體的前部分首先形成層流邊界層,在它的后部分形成湍流邊界層，在它們之間還有一個(gè)過渡段。過渡段從層流的失穩(wěn)點(diǎn)（層流不穩(wěn)定點(diǎn)）開頭直到流淌成為完全湍流之點(diǎn)（湍流過渡點(diǎn)）結(jié)束。性質(zhì)介于兩者之間。為了讀出壓力的微小變化，本試驗(yàn)采納壓力傳感器，采納總壓和靜壓之差，將其采集的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再通過放大器進(jìn)行信號(hào)放大后，輸入A/D轉(zhuǎn)換器，由計(jì)算機(jī)直接計(jì)算出速度值。由于速度剖面是以無量綱形式畫成的，因此，不需要計(jì)算一點(diǎn)的速度，只要計(jì)算出速度的相對(duì)值就可以了。計(jì)算各高度上的uy/v和y/8的值，以y/6為縱

坐標(biāo)，uy/v為橫坐標(biāo)作圖（其中V是邊界層5處所對(duì)應(yīng)的邊界層外緣處的速度，相當(dāng)于來流速度），從流速分布圖上推斷各測(cè)點(diǎn)處是層流還是湍流邊界層。三、試驗(yàn)裝置風(fēng)機(jī)，風(fēng)速管，長(zhǎng)平板（靜壓孔），坐標(biāo)標(biāo)架，壓力探頭（微總壓管），多通道組合箱（壓力傳感器，測(cè)量放大器），電表。試驗(yàn)數(shù)據(jù)紀(jì)錄表A點(diǎn)距平板前緣距離B點(diǎn)距平板前緣距離c點(diǎn)距平板前緣距離La=cmLb=cmLc=cm5A=壓差/（）6B=壓差，（）6c=壓差4 ）AlBlClA2B2C2A3B3C3A4B4C4A5B5C5A6B6C6A7B7C7A8B8C8A9B9C9A10BIOCIOAllBllCllA12B12C12A13B13C13A14B14C14A15B15C15A16B16C16A17B17C17A18B18C18A19B19C19A20B20C20A21B21C21A22B22C22A23B23C23A24B24C24A25B25C25A26B26C26A27B27C27A28B28C28A29B