Pomiar rozkładu ciśnienia na walcu kołowym

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie metody pomiaru rozkładu ciśnienia na powierzchni walca oraz porównanie otrzymanych wyników z danymi literaturowymi

2. Schemat stanowiska pomiarowego:

Schemat stanowiska pomiarowego przedstawia rysunek. Ruch powietrza opływającego walec jest wywołany pracą wentylatora. Walec posiada promieniowy otwór, który połączony jest z manometrem Betz'a i umożliwia pomiar ciśnienia statycznego na powierzchni walca. Opływany walec jest tak zamontowany, że możliwy jest jego obrót dookoła osi pionowej i odczytanie kąta obrotu z podziałki.

3. Przebieg ćwiczenia:

• Włączyć wentylator i autotransformatorem ustawić odpowiedni strumień objętości powietrza

• Ustawić walec otworem w kierunku napływu powietrza

• Zmierzoną wartość ciśnienia zanotować

• Obracać walec co 5-10 stopni i notować wyniki dla kątów 0-180 stopni

4.Tabela pomiarów.

stopnie	ps	pd'
0	104,3	110
5	105	110
10	100	100
15	90,5	110
20	75	112
25	55,4	112
30	31,2	112
35	3,4	112
40	-26	112
45	-54	112
50	-82	113
55	-108,2	113
60	-129,2	113
65	-148,4	113
70	-162	113
75	-164	113
80	-157	113
85	-143	113
90	-140	113
95	-138,4	113
100	-138	113
110	-138,4	113
120	-140,6	113
130	-143	113
140	-148,2	113
150	-152	113
160	-156,4	113
170	-161	113
180	-165	113

5. Obliczenia:

pd=pd'-12 ; gdzie 12- wskazanie manometru przy ciśnieniu atmosf.

6. Tabela wyników.

alfa	ps	pd	Cp
0	104,3	98	1,064286
5	105	98	1,071429
10	100	98	1,020408
15	90,5	98	0,923469
20	75	100	0,75
25	55,4	100	0,554
30	31,2	100	0,312
35	3,4	100	0,034
40	-26	100	-0,26
45	-54	100	-0,54
50	-82	101	-0,81188
55	-108,2	101	-1,07129
60	-129,2	101	-1,27921
65	-148,4	101	-1,46931
70	-162	101	-1,60396
75	-164	101	-1,62376
80	-157	101	-1,55446
85	-143	101	-1,41584
90	-140	101	-1,38614
95	-138,4	101	-1,3703
100	-138	101	-1,36634
110	-138,4	101	-1,3703
120	-140,6	101	-1,39208
130	-143	101	-1,41584
140	-148,2	101	-1,46733
150	-152	101	-1,50495
160	-156,4	101	-1,54851
170	-161	101	-1,59406
180	-165	101	-1,63366

7. Wnioski i spostrzeżenia:

Wyniki teoretyczne i doświadczalne różnią się między sobą co jest widoczne na dołączonym wykresie. Przyczyną rozbieżności jest występująca lepkość w rzeczywistym płynie i wskutek tego występowanie oznaczonych sił tarcia wewnętrznego w warstwie przyściennej.

Ciśnienie wskazane przez manometr było dodatnie, aż do granicy wyznaczonej przez współrzędną kątową α = 35^O, wg wykresu teoretycznego granica ta powinna być około 45 ^O.

Minimalna wartość ciśnienia została osiągnięta przy α = 75^O, teoretycznie wartość α w takim przypadku powinna wynosić 90^O. W rezultacie element płynu zostaje po drodze zahamowany (traci energie kinetyczną). W punkcie w którym pojawiło się zahamowanie przepływu w warstwie przyściennej następuje jej oderwanie od powierzchni kuli.

3

---