Лабораторная работа "Теоретическое и экспериментальное исследование пограничного слоя на поверхности" (стр. 1 )

Московский авиационный институт (государственный технический университет)

"МАИ"

 

Кафедра 201

Лабораторная работа

"Теоретическое и экспериментальное исследование

пограничного слоя на поверхности"

Цели работы - теоретическое и экспериментальное определение безразмерных полей скорости и толщин ламинарного и турбулентного пограничных слоев, сопоставление экспериментальных данных с результатами теоретического расчета, ознакомление с отрывом пограничного слоя и методами его предотвращения.

Схема установки

1 – профилированный входной канал, 2 – аэродинамическая труба, 3 – микроманометр, 4 – подвижная пластина, 5 – приемник статического давления, 6 – трубка Пито, 7 – пластина с пограничным слоем, 8 – механизм перемещения трубки Пито, 9 – профиль для демонстрации отрыва пограничного слоя, 10 – щель для сдува пограничного слоя, 11 – клапан щели 10, 12 – отклоняющаяся пластина, 13 - винт отклонения пластины 12, 14 – заслонки перепуска воздуха, 15 – вентилятор, 16 – индикатор перемещения трубки Пито, 17 – лампочка, 18 – регулировочный винт установки уровня жидкости в наклонной трубке в нулевое положение, 19 – регулировочные винты установки микроманометра в горизонтальное положение

Краткая методика проведения эксперимента

1. Установить пластину 4 в крайнее правое положение. При этом измеряется поле скоростей в сечении № 1 пограничного слоя на расстоянии ___________ м от начала пластины.

2. Включить вентилятор 15, установив минимальную частоту его вращения.

3. С помощью механизма перемещения 8 установить трубку Пито 6 в крайнее нижнее положение, измерить и записать в табл. 1 для сечения № 1 показания микроманометра Dhu.

4. Перемещая трубку Пито вверх с постоянным шагом, на каждом шаге измерять и записывать в табл. 1 для сечения № 1 показания микроманометра 3 - Dhu. Измерения прекращаются после того, как три показания микроманометра будут одинаковыми.

5. Переместить пластину 4 в крайнее левое положение. При этом измеряется поле скоростей в сечении № 2 пограничного слоя на расстоянии ___________ м от начала пластины.

6. Установить максимальную частоту вращения вентилятора.

7. Выполнить п. п. 3 и 4, записывая значения координаты у и показания микроманометра в табл. 2.

Алгоритм обработки экспериментальных данных

1. В0 [Па] = 133,28 В0 [мм рт. ст.],

2. T0[K] = 273 + t0[°С]

3. [кг/м3]

4. [м/с]

5. Строится график u = u(y), по которому определяются толщина dэксп и толщина вытеснения d*эксп пограничного слоя.

6. Вычисляются значения безразмерной координаты h = у/d и безразмерной скорости .

7. Рассчитывается значение числа Рейнольдса , по которому определяется режим течения в пограничном слое

Алгоритм теоретических расчетов

1. Рассчитываются безразмерные поля скоростей в сечениях пограничного слоя.

Для ламинарного пограничного слоя используется формула , для турбулентного – формула .

2. Находятся значения dтеор. Для ламинарного пограничного слоя dтеор определяется по формуле , для турбулентного – по формуле .

3. Рассчитываются значения d*теор. Для ламинарного пограничного слоя ; для турбулентного пограничного слоя

Сечение № 1 пограничного слоя (х = ________ м)

№№ п/п

Эксперимент

Теория

у

Dhu

u

dэксп

d*эксп

h=y/d

Rex

Режим течения в п. с.

dтеор

d*теор

мм

мм

м/с

мм

мм

-

-

-

-

-

мм

мм

Сечение № 2 пограничного слоя (х = _______ м)