Cel ćwiczenia
Celem tego ćwiczenia było zbadanie opływu ciała, którym był walec, oraz doświadczalne i teoretyczne wyznaczenie rozkładu współczynnika ciśnienia na obwodzie tego walca.
Stanowisko pomiarowe Rys. 1. Schemat stanowiska pomiarowego Przykładowe obliczenia Gęstość powietrza
0,622߮
0,622 ∗ 0,4 ∗ 2967,57
1 +
௦
1 +
ߩ
1
− ߮
1
102000 − 0,4 ∗ 2967,57
102000
=
௦
ܴ
߮
∗
∗
௦
ܶ =
0,4 ∗ 2967,57
௦ 1 +
287,1
297,4
− ߮
1 +
௦
102000 − 0,4 ∗ 2967,57
݇݃
= 1,19 ݉ ଷ
Ciśnienie wskazywane przez mikromanometr
= + ∆ = + ሺߩ − ߩሻ݃݇∆݈ =
ଵ
102000 + ሺ846 − 1,19ሻ ∗ 9,81 ∗ ∗ 0,061 = 102252,77 ܲܽ
ଶ
Teoretyczny współczynnik ciśnienia
ҧ௧ = 1 − 4ݏ݅݊ଶ߮ = 1 − 4 ∗ 0,21 = 0,16
Rzeczywisty współczynnik ciśnienia
ҧ
∆݈
−54
௭ =
=
= −0,52
∆݈௫
104
Ciśnienie maksymalne
ஶ = + ∆ஶ = + ሺߩ − ߩሻ݃݇∆݈௫
1
= 102000 + ሺ846 − 1,19ሻ ∗ 9,81 ∗ ∗ 0,104 = 102430,95 ܲܽ
2
Prędkość
1 ∗ 0,104
ݒ
ඨ2 ∗ ሺ846 − 1,19ሻ ∗ 9,81 ∗ 2
ஶ = ඨ2 ∗ ሺߩ − ߩሻ݃݇∆݈௫
ߩ
=
1,19
݉
= 26,80 ݏ
Współczynnik oporu ciśnieniowego
ܥ
361,66
௫ =
=
= 0,85
1 ߩݒ
1
ଶ
∗ 1,19 ∗ 26,8ଶ
2
ஶ
2
Tabela wyników
Lp
φ
∆l
t
ρ
ҧ௧
ҧ௭
°
mm
°C
kg/m3
-
-
1
0
104
1,00
1,00
2
3
104
0,99
1,00
3
6
102
0,96
0,98
4
9
100
0,90
0,96
5
12
97
18,9
1,21
0,83
0,93
6
15
92
0,73
0,88
7
18
86
0,62
0,83
8
21
78
0,49
0,75
24
70
0,34
0,68
10
27
61
0,18
0,59
11
30
50
0,00
0,48
12
33
39
-0,19
0,38
13
36
28
-0,38
0,27
14
39
17
-0,58
0,16
19,6
1,21
15
42
5
-0,79
0,05
16
45
-19
-1,00
-0,18
17
48
-29
-1,21
-0,28
18
51
-39
-1,41
-0,38
19
54
-48
-1,62
-0,46
20
57
-54
-1,81
-0,52
21
60
-60
-2,00
-0,58
22
63
-64
-2,17
-0,62
23
66
-66
-2,34
-0,63
24
69
-63
-2,48
-0,61
23,1
1,19
25
72
-57
-2,62
-0,55
26
75
-53
-2,73
-0,51
27
78
-49
-2,82
-0,47
28
81
-48
-2,90
-0,46
29
84
-49
-2,96
-0,47
30
87
-48
-2,99
-0,46
31
90
-47
-3,00
-0,45
32
93
-48
-2,99
-0,46
33
96
-49
-2,96
-0,47
34
99
-48
-2,90
-0,46
24,2
1,19
35
102
-48
-2,83
-0,46
36
105
-47
-2,73
-0,45
37
108
-49
-2,62
-0,47
38
111
-47
-2,49
-0,45
39
114
-48
-2,34
-0,46
40
117
-48
-2,18
-0,46
41
120
-49
-2,00
-0,47
42
123
-48
-1,82
-0,46
43
126
-47
-1,62
-0,45
44
129
-49
-1,42
-0,47
29,7
1,17
45
132
-48
-1,21
-0,46
46
135
-48
-1,00
-0,46
47
138
-49
-0,80
-0,47
48
141
-48
-0,59
-0,46
49
144
-49
-0,39
-0,47
50
147
-48
30,0
1,16
-0,19
-046
51
150
-49
0,00
-0,47
52
153
-47
0,17
-0,45
53
156
-48
0,33
-0,46
54
159
-49
0,48
-0,47
55
162
-48
0,61
-0,46
56
165
-47
0,73
-0,45
57
168
-48
0,82
-0,46
58
171
-46
0,90
-0,44
59
174
-47
0,96
-0,45
60
177
-47
0,99
-0,45
61
180
-46
1
-0,44
Wykresy
Rys. 2. Rozkład współczynnika ciśnienia na obwodzie walca
Rys. 3. Ciśnienie całkowite Wnioski
W tym ćwiczeniu można zauważyć jak zachowuje się płyn opływający pewne ciało stałe. Na powyższym wykresie został przedstawiony rozkład ciśnienia na obwodzie walca. Można zaobserwować, że ten opływ jest opływem z oderwaniem laminarnej warstwy przyściennej. Oderwanie to następuje w miejscu położonym pod kątem około 81° do kierunku przepływu płynu.
Natomiast największe ciśnienie jest w punkcie ustawionym pod kątem 0° do kierunku przepływu płynu. Współczynnik oporu ciśnieniowego wynosi 0,85.