低速气流平板边界层速度分布测量实验指导书郑州航空工业管理学院航空工程实验中心一、实验目的1. 测量低速气流在平板上形成的边界层速度分布，加深认识气流的粘性特征和粘性作用强弱范围。2. 熟悉皮托管结构，掌握其测速方法。3. 熟悉倾斜测压计结构，掌握其测压方法，能够正确使用千分尺。二、实验通用规范1．按时按地点参加实验，实验分组进行，爱护实验室实验仪器和设备，不准碰撞或任意移动仪器或设备，不许乱跑乱动和大声喧哗。2．实验前，各组学生必须认真预习，阅读实验指导书和教材、书籍等有关资料，了解实验目的、原理方法、操作步骤及注意事项。3．实验开始前，服从实验指导教师的安排，认真听讲，仔细了解实验设备和仪器的操作方法和注意事项，确定组长及组内人员实验分工。4．实验中，严格按照相应实验操作规程，集中精力，有条不紊，认真操作，如实观察和记录各种实验数据和有关实验现象，初步进行一定数据处理和分析。5．实验过程，如出现异常情况，应及时向指导教师汇报。6．实验后，实验记录数据交指导教师检查，并按要求将实验仪器设备装置复位。7．在规定时间内，按要求编写完成并上交实验报告，注意报告除原始记录数据外，实验数据的处理和分析等内容不得相互抄袭。三、平板流体边界层概念当匀直气流 u0 流向平板时，由于粘性作用使紧贴平板表面处的流速为零，离开板面速度逐渐增大，最后恢复到相当于无粘势流的速度，对平板来说即等于前方来流的速度 u0了，见图 1。由于空气粘性很小，只要来流速度不是很小时，流速变化大的区域只局限在靠近板面很薄的气流层内，层中粘性切应力对流动影响不能忽略，这一薄层气流通常叫作边界层或附面层气流。自板面起沿着它的法线方向，至达到 99%无粘流速度 u0 处的距离，人为规定为边界层厚度（δ）。图 1 平板流动边界层增加来流势流的湍流度或板面的粗糙度，将会改变板面上边界层的形成和分布特性。对于沿光滑平板迎角为零的紊流边界层，其速度分布与法向坐标y 的经验关系之一为：u( y ) u0( )1/ 7y由此得出的边界层厚度结果是： 0.37x u x0 61/ 5当空气运动粘度 1510时，在 x=0.2m、u0=30m/s 情况下，计算出边界层厚度δ=5mm，可见气流边界层一般是很薄的。四、实验装置与测量原理边界层实验是在小型多功能气动力学实验台上进行的，图 2 是实验台和边界层测量装置示意。经风机加功增压后，气流进入稳压箱，经收...
