雷诺实验(4)

雷诺

对无环量理想流体绕流圆柱体的压强阻力系数的理论解为

Cp

p0 p

1 4sin ( 2-2-2 )

12 V2

对多管压差计实验装置，来流动压为

V2 p p h ( 2-2-3 )

0 e式中p0为稳压箱压强，p 为收缩段压强。来流流速为

p0 p

V 2g

α e

2g hcosα ( 2-2-4 ) α

式中 α为空气的容重、 e为测压计内液体的容重、 为测压计排管与垂线的夹角， h为总压与静压压差计上的差值。

物体的阻力包括粘性阻力和压差阻力，粘性阻力很小，可以忽略不计，因此阻力FD和阻力系数CD可以表示为

FD (p p )cos Rd （2-2-5）

2 0

CD

FD V 22

2

(p p )Rcos d

V 22

Cpcos d

（2-2-6）

式中， 是测点位置的圆周角度，从前驻点起算。

本实验在 0 ~180 的范围内布置N个测点，于是

N

CD 1 [(Cpcos )i 1 (Cpcos )i]( i 1 i) （2-2-7）

2

i 1

通常，N=37， i 1 i 5 ，但也可以不受此限制，实验者可以自己选定N和Δθ。

式中 为测点法线方向与来流流体的夹角。 雷诺数Re

u0d

( 2-2-8)

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：

本实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，膜片上台阶有4个应变电阻丝（是用集成电路工艺的扩散法制成的），膜片受压面发生变形时，电阻丝也也随之变形，电阻值发生改变。电阻的变化用电桥测量，电桥的输出电压E与膜片上、下表面的压强差 p成线性关系。在本章节2.1实验中

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