圆柱图绕流实验

圆柱绕流阻力试验试验目的：生疏多管压差计测量圆柱体压强分布的方法；；3 绘制压强分布图，并计算图柱体的阻力系数。二 试验装置：小型风洞或气动台；多管压差计；压力传感器，数据采集模块及其系统。三 试验原理：是驻点压强p00压强p。试验段中分布比较均匀的气流，速度为V，压强为p。气流绕圆柱体0∞ ∞出。图2.2.1 圆柱外表压强分布试验装置多管压差计的方法测量原理：Df

Dp

Df

Dp

小得多，在本试验中可无视不计。其压强用无量纲的参数——压强系数C来表示：P由伯努利方程p0

p

1V2p2

1V22推导得到各个不同角度测点的压强系数CpCp

pp1

pppp p

llll l

(2-2-1)V22

0 0 pp为稳压箱压强〔或称驻点压强，总压P由0收缩段出口测得(或来流压强，静压)为流体密度、Vl为圆柱体测点在多管压差计上的读数，l 为静压读数，l为总压读数。 0对无环量抱负流体绕流圆柱体的压强阻力系数的理论解为C p0p14sin (2-2-2)p 1V22对多管压差计试验装置，来流淌压为12V2 p p h 120 e式中p为稳压箱压强，p 为收缩段压强。来流流速为0 2gp02gp0pαeα

(2-2-4)式中

α

为测压计内液体的容重、为测压计排管与垂线的夹eh为总压与静压压差计上的差值。FD

CD

可以表示为D 0

)cosRd 〔2-2-5〕F2(pp)RsF

〔2-2-6〕CD12

D 0V2

2

Ccosd0 p式中，是测点位置的圆周角度，从前驻点起算。本试验在0~180NC 1D 2i1

[(Cp

cos)

(Cp

cos)](i

i1

) 〔2-2-7〕i通常，N=37， 5，但也可以不受此限制，试验者可以自己选定Ni i和Δθ。式中为测点法线方向与来流流体的夹角。

u0d

(2-2-8)e 式中d为圆柱体的直径、为流体的运动粘滞系数。3利用压力传感器以及数据采集系统方法：本试验使用的压力传感器属于压阻型，承压元件是一块单晶硅膜片，膜片上4〔是用集成电路工艺的集中法制成的，膜片受压面发生E与膜片上、下外表的压强差p2.1E就简洁求得压差p。E70178A/D〔H〔L在本试验中，总压p0

最高，因此将其引至高压接口，压力传感器的低压接口上连接一个三通开关，可以轮番切换至p或P的接口。当阀门把手与气管轴线同直流电源下工作。pp pp依据公式各个测点压强系数值的计算公式 Cp

1V22

p p0 p

得知可以利用压差传感器进展总压和静压的差值p0p以及各个测点与静压的差值pp的测量，测量中运用了一个压差变送器。压差变送器的高压端〔有H标示〕接总压p0，低压端〔有L标示〕是静压以及测点压强共用的，那么承受两个小阀门在静压管和测点管上，实现三通，如以下图：顺着管方向为开，与管呈垂直状态为关。p可先测量p0开通pp

管，p0pp

p管。ppp0pp0p)，就可得到式(2.2.1)的值。20测量与采集以及计算。〔一〕2-1所示装好试验段，将气动台上部稳压箱接出的总压管，试验段接出的静压管以及圆柱体后接出的测点压强管接在多管压差计上；线夹角070°角处；70°1600°角，待测压管液位不再变化时读稳压箱、收缩段及测点0°～180°范围取5°，共计37个测量点。整个测量过程留意稳压箱及收缩段的测压管读数是否有变化并记录变化值，计算时取平均值；测量空气温度和大气压，记录有关常数值；留意事项：酒精库的液位在管子中心处。整个试验过程不得对气流进展完毕断电停机。〔二〕利用压力传感器数据采集系统方法：〔如1)；图 1翻开“多路数据采集系统”电源，通过USB接口与计算机相接；在“串口设置”中，在计算机桌面点击“我的电脑”右键进入“设Prolificusb-to-serialcomm.Port(com3)〔com4USB同时可依据试验报告内容，填写相关试验信息；0°～180°5°取一次测点的要求，旋转圆柱体指针；6．在测试界面上填写测点圆周角度a,P0-PP0-依次重复，到180°完毕。中。Cprogramfiles数据即是最数据；可拷贝带走；请清空数据存储文件；完成后，请点击测试界面的“关闭串口数据采集系统电源；以下是测试界面图：图 27.Cprogramfiles五试验结果记录以及处理：〔一〕利用多管压差计的方法：设备编号测压计排管与垂线的夹角°圆柱体直径d14㎜稳压箱测压管读数㎜圆柱体长度L50㎜收缩段测压管读数㎜空气温度t℃通大气测压管读数㎜Hg记录表角度peCpC cosp角度peCpCpcos㎜ ㎜0° 70°; ;; ;65°〔二〕数据采集系统方法：

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