绕流圆柱实验

1绕流圆柱体表面压力分布测定一、实验目的（1）学习测量流体绕流物体时物体表面压力分布的方法。（2）通过实验了解实际流体绕圆柱体流动时，其表面压力分布的情况并与理想流体的压力分布相比较。二、实验原理理想流体平行流绕圆柱体流动时，圆柱体表面的速度分布规律是Vr=0Vθ=－2V∞sinθ由伯努利方程，圆柱体表面上任一点的压力P可写为2222VPVP由此可得)sin41(21)1(2122222VVVVPP我们定义无因次压力系数C为22VPPC对于理想流体绕圆柱体流动，其无因次压力系数2sin41C而对于实际气体由于粘性的存在，当其绕圆柱体流动时，气流不能完全同理想流体那样贴附在圆柱表面，气流在圆柱体后面将发生分离和产生旋涡，形成旋涡区。这样，破坏了圆柱体前后压力分布的对称性，形成了压差阻力。实际气体的压力分布可以通过实验测得。其压力系数hhhhPPPPVPPC0101212其中：V─无穷远处流体速度[m/s])(20hhV0h─气流来流总压P0测量值（表压）[Pa]h─气流来流静压P∞测量值（表压）[Pa]1h─圆柱体表面上某一点压力P1的测量值（表压）[Pa]ρ─气体的密度[kg/m3]2实验条件下的雷诺数为DVRe其中：D─圆柱体直径[m]ν─气流运动粘性系数[m/s]ν=μ／ρ对空气μ=1.72×10-5（1+0.0028t-0.00005t2）[2mSN]t为气流温度[℃]三、实验设备四、实验步骤（1）熟悉实验设备各部分的作用与调节方法，记下有关数据。（2）将多管压力计的水平泡调到中心位置。检查各压力管内有否气泡，应排出气泡使各压力管的液柱高度齐平。将单管倾斜压力计的水平泡调到中心，并使液面为零。（3）将速度测针的测静压的接管通过三通，一端与多管压力计的一支管相连，以测得来流静压h∞；另一端与单管倾斜压力计的（－）端相接，而测针测总压的接管与单管倾斜压力计的（+）端相连，这样测得来流动压（h0－h∞）。（4）开启风机，记下（h0－h∞）、h∞和h1各值，同时记下多管压力计中通大气管的液面值。（参考零位值）。h∞和h1与此零位值得差值即为h∞和h1。（5）改变风机的风量，再次测量此风量下的h0－h∞和h1值。需注意的是，风量应逐渐增加，不要使测压管内水面超过管顶，以免引起测压管内产生气泡而影响正常实验。（6）记下大气压力和温度。3（7）实验完毕后，关闭风机。五、实验数据及处理（2）画出C=f(θ)曲线图，并与理想流体的压力系数曲线相比较。实验段长=0.635[m]；大气压力P0=10000[N/m2]；圆柱体直径D=0.07[m]实验段宽=0.049[m]；室温t=11[℃]；空气运动粘度ν=1.76x10-5[m/s]实验段高=0.251[m]；气体密度ρ=1.248[kg/m3]圆柱上共有24个测点每个测点间隔15度h0=180h∞=172剩下的就是带入公式计算h1代表每个测点的液面高度序号θⅠh1－h∞hhhhC011021533044556067579081059120101354结果分析与讨论由所得数据可以的出无因次压力系数Cp与θ关系并画出图像理想情况下图像应该和流体书上第175页的相同但是本实验应该差不多属于亚临界状态可以看书上的图并将右侧对称补齐这是实验的理论上的图像数据我也改过了画出来该差不多最后分下下误差就ok啦也可以看看下图1115012165131801419515210162251724018255192702028521300223152333024345