1、空氣繞圓柱體流動壓力分布測定一 實驗目的學習固體表面壓力的測量方法結合流體力學,進一步了解平行無環流繞流圓柱體的特點*(較高要求) 與教材給出的理論壓力分布比較,了解實際物體所受的形狀阻力的來源二 實驗原理理想流體平行流繞流圓柱體作無環量流動時，圓柱表面速度分布 (1) 圓柱表面任一點的壓力p根據Bernoulli方程 (2)引入無量綱壓力系數 cp來表征物體上任一點的壓力分布 （3）實際流體具有粘性，Re超過某數值，圓柱后產生渦流，出現尾渦區，破壞圓柱前后壓力的對稱分布，造成壓差阻力。流動動壓 (4)式中h0h分別為來流總壓與靜壓水頭。圓柱表面一點的壓力p (5) 對應的壓力系數 (6)實驗

2、中的空氣發生比較低速的流動，可認為空氣不可壓，密度不變；又空氣經過均流段后流經圓柱，可認為平行定常流。實驗流動的雷諾數式中D為圓柱外直徑。三 實驗設備 實驗系統仍利用箱式風洞，圓柱體置于實驗段。圓柱表面有一測壓孔，壓力信號從與圓柱體相垂直的方向上引出，圓柱能夠繞自深軸線轉動。壓力引出的位置由相對來流前駐點的角度表示。從圓形刻度盤讀數。圓柱體的上游來流截面架設皮托管，以測量來流總壓（流速）。四 實驗步驟1 安裝皮托管2 開啟風機，測量來流總壓p0與靜壓p之差p0 - p3 轉動圓柱體，每隔10º記錄一次圓柱表面壓力與來流靜壓之差p-p4 調節來流速度，測量不同Re數時的壓力分布 （說明

3、：本裝置僅可測試Re5×105的亞臨界流動） 5 實驗結束，停止風機 圖1 實驗裝置示意1 箱式風洞 2 實驗段3 圓柱體 4 測壓孔 5 傾斜式微壓計 6 皮托管 7 調節風門五 數據記錄與處理室溫ta 大氣壓強pa 空氣運動粘度 m2/s圓柱直徑m D=48×10-3m 來流動壓壓頭 來流靜壓壓頭 mmH2O 填入下面的表格，畫出壓力系數隨角度變化的圖線，如圖2所示。ºh-hcpºh-hcp018010190202003021040220502306024070250802609027010028011029012030013031014032015

4、0330160340170350六 思考1 如何固定皮托管的尖端對準來流？如何檢查？2 已知表面的壓力分布，可以計算圓柱體單位長度受到的壓差阻力（形狀阻力） R為圓柱半徑。但該式不能直接應用，因為p=f()很難用簡單函數表達。通常用數值方法求，下式是否正確？ 3 測量來流動、靜壓和表面壓差，想一想如何提高測量精度？ 圖2 平行流繞圓柱壓力系數1理論壓力系數2亞臨界流動時的壓力系數3超臨界流動時的壓力系數繞圓柱體壓力分布的測定一、實驗目的二、實驗原理1.理想流體平行繞流圓柱體作無環量流動(1)圓柱體表面的速度分布規律：圓柱體表面上任一點的壓力p， (2)無因次的壓力系數cp2.實際流體平行繞流圓

5、柱體作無環量流動(1)實際流體動壓 （2）圓柱體表面任一點壓力與來流壓力之差壓力系數三、實驗設備四、實驗步驟1.了解實驗風洞。2.安裝皮托管。3.開啟風洞，測量來流的總壓p0與靜壓p的差值(h0-h)，mmH2O。4.轉動圓柱體，每間隔10°測量一次圓柱體表面壓力p與來流靜壓p的差值，mmH2O，共計19次。5.調整風洞的速度，重復3、4步驟，測得不同雷諾數下的另一組壓力分布。6.停機。五、實驗報告1.記錄以下數據,計算亞臨界情況下的u和Re,并用實測數據計算出的cp值數列入表1。室溫ta 大氣壓力p mmHg圓柱體直徑D m 空氣運動粘度 m2/s亞臨界:h0 - h mmH2O

6、kg/m3，m/s，表 1（Re= ）0h-hcp0h-hcp0180101902020030210402205023060240702508026090270100280110290120300130310140320150330160340170350表 2（Re= ）0h-hcp0h-hcp0180101902020030210402205023060240702508026090270100280110290120300130310140320150330160340170350表 3（Re= ）0h-hcp0h-hcp01801019020200302104022050230602407025080260902701002801102901203001303101403201