1、平板边界层内的流速分布实验（一）.实验目的测定平板上离前缘某一定点处边界层内的流速分布及其厚度。（二）仪器设备吸入式风洞大气压强计温度计微压计U 形测压管平板模型总压探针及三维坐标架。（三）实验原理1.边界层外为理想流体（总压 P0=Pa 和速度 V 无穷不变） 。2.边界层内为实际流体（P 0 和 ux 都在变化，PoPa,u xV 无穷）3.对平板而言：P/x=0,P/y=0,各点静压相同）4.任一点的总压，静压，速度之间的关系为：P o=Pj+ux2*/25.任一点的速度：ux=(2*g*h( 水- )/)0.56.边界层厚度 的定义：在外边界上的速度 ux 与来流速度 V 无穷相差 1
2、%的点，该点据平板壁面的垂直距离为边界层厚度）(四）数据处理（1）当 x=150mm 时，Re=2.031*105,可以认为是层流，当 X=250mm 时，Re=3.38*105,为紊流（2)在图一和图二中，X=150mm,实际曲线与紊流理论曲线更接近，因此为紊流在图二和图三中，X=250mm,实际曲线与紊流理论曲线更接近，因此为紊流(3)计算得 X=150mm 时，层流边界层为 14.35mm,紊流边界层为 2.125mm根据实验数据分析得实际边界层厚度约 5.15mm,接近紊流X=250mm 时 ,层流边界层厚度为 18.527mm,紊流边界层为 3.92mm，实验得实际边界层厚 度约 6
3、.80mm,接近紊流。（4）数据记录及分析如下表一. X 为 150mm 的速度分布记录表NO坐标读数L(mm)边界层内距离y（mm)微压计读数Pa边界层内流速u(m/s)速度比u1/VU 形管读数h/0.3(mmH2O)边界层内流速u2(m/s)速度比u2/V理论层流速度u(m/s)层流速度比理论紊流速度u(m/s)紊流速度比1 0 0.45 164.32 14.789 0.692 50 15.780 0.732 1.440 0.067 13.718 0.642 2 1 1.45 118.36 17.238 0.807 36 17.862 0.829 4.611 0.216 16.214 0
4、.759 3 2 2.45 82.24 18.941 0.887 25 19.341 0.898 7.689 0.360 17.476 0.818 4 3 3.45 54.68 20.145 0.943 16 20.471 0.950 10.610 0.497 18.352 0.859 5 4 4.45 37.80 20.847 0.976 10 21.192 0.984 13.310 0.623 19.031 0.891 6 5 5.45 28.24 21.235 0.994 8 21.427 0.995 15.726 0.736 19.590 0.917 7 6 6.45 26.40 21
5、.309 0.997 7 21.543 1.000 17.792 0.833 20.068 0.939 8 7 7.45 25.80 21.333 0.999 7 21.543 1.000 19.445 0.910 20.485 0.959 9 8 8.45 25.00 21.365 1.000 7 21.543 1.000 20.620 0.965 20.857 0.976 10 99.4525.28 21.354 0.999 721.543 1.000 21.255 0.995 21.193 0.992 表二 X 为 250mm 时的速度分布记录表NO坐标读数L(mm)边界层内距离y(mm
6、)微压计读数Pa边界层内流速u(m/s)速度比u1/VU 形管读数h/0.3(mmH2O)边界层内流速u2(m/s)速度比u2/V理论层流速度u(m/s)层流速度比理论紊流速度u(m/s)紊流速度比1 0 0.45 186.6 13.442 0.630 54 15.133 0.709 1.439 0.067 13.718 0.643 2 1 1.45 145.92 15.815 0.741 43 16.853 0.790 4.609 0.216 16.214 0.760 3 2 2.45 115.92 17.358 0.813 35 18.001 0.844 7.686 0.360 17.47
7、6 0.819 4 3 3.45 90.28 18.576 0.870 28 18.949 0.888 10.605 0.497 18.352 0.860 5 4 4.45 68.32 19.558 0.917 21 19.851 0.930 13.304 0.623 19.031 0.892 6 5 5.45 48.92 20.387 0.955 15 20.593 0.965 15.718 0.737 19.590 0.918 7 6 6.45 35.96 20.922 0.980 11 21.073 0.988 17.783 0.833 20.068 0.940 8 7 7.4 29. 21. 0.9 9 21.309 0.9 19.4 0. 20.48 0.960 5 56 182 93 99 35 911 5 9 8 8.45 26.32 21.312 0.999 8 21.427 1.004 20.611 0.966 20.857 0.977 10 99.4525.621.341 1.000 8 21.427 1.004 21.245 0.996 21.193 0.993 图一 X 为 150 毫米时的速度分布曲线图二 X 为 250mm 时的速度分布曲线图三 X 为 250mm 时的速度分布曲线图四 X 为 250mm 时的速度分布曲线
