Krzysztof Orzeł, gr7, IMiR

Sprawozdanie

Temat: Badanie opływu płata

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było określenie siły nośnej działającej na profil metodą pomiaru rozkładu ciśnień na profilu.

1. Schemat stanowiska.

1. Dane.

b=0,113[m]

l=0,1[m]

g=9,81[m/s²]

t=22° (T=295K)

Φ=0,76 (76%)

p=996[hPa]=99600[Pa]

p’’=2643[Pa]

ρ’’=0,0194[kg/m³]

pn=100000[Pa]

Tn=273K

ρn=1,276[kg/m³]

1. Obliczenia.

Gęstość powietrza wilgotnego:

$$\rho = \rho n \bullet \frac{\left( p - \theta \bullet p^{''} \right) \bullet Tn}{pn \bullet T} + \theta \bullet \rho''$$

$$\rho = 1,276 \bullet \frac{\left( 99600 - 0,76 \bullet 2643 \right) \bullet 273}{100000 \bullet 295} + 0,76 \bullet 0,0194$$

$$\mathbf{\rho = 1,167\lbrack}\frac{\mathbf{\text{kg}}}{\mathbf{m}^{\mathbf{3}}}\mathbf{\rbrack}$$

Prędkość przepływu powietrza:

$$c_{\infty} = \sqrt{\frac{2p_{d9}}{\rho}}$$

$$\mathbf{c}_{\mathbf{\infty}}\mathbf{=}\sqrt{\frac{\mathbf{2 \bullet 251,9}}{\mathbf{1,167}}}\mathbf{= 20,8\lbrack}\frac{\mathbf{m}}{\mathbf{s}}\mathbf{\rbrack}$$

Siła nośna:

R_y = ∫₀^l(pw−ps)dl  • b

pw = 485, 9[Pa]

ps = 553, 3[Pa]

R_y=0, 113 • 0, 1 • 67, 4 = 0, 76[N]

Współczynnik siły nośnej:

$$C_{y} = \frac{2}{\rho} \bullet \frac{1}{{c_{\infty}}^{2}} \bullet \frac{1}{\text{bl}} \bullet R_{y}$$

$$\mathbf{C}_{\mathbf{y}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{2}}{\mathbf{1,167}}\mathbf{\bullet}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{20,8}^{\mathbf{2}}}\mathbf{\bullet}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{0,113 \bullet 0,1}}\mathbf{\bullet 0,76 = 0,267}$$

1. Tabela.

Lp.	α=0°	α=10°
	Pc	Pst
	[mm]	[Pa]
1	40	457,9
2	42	480,8
3	44	503,7
4	45	515,2
5	46	526,6
6	50	572,4
7	50	572,4
8	52	595,3
9	13	148,8
10	47	538,1
11	49	560,9
12	48	549,5
13	50	572,4
14	49	560,9
15	47	538,1
16	46	526,6
17	44	503,7
18	42	480,8

1. Wnioski

Dzięki wyznaczonemu przez nas współczynnikowi siły nośnej, możemy bardzo szybko i bez zbędnych obliczeń wyznaczyć wartość siły nośnej danego płata, znając przy tym prędkość opływającego płat płynu, oraz gęstość tego płynu. W praktyce jest to niesamowicie ważny element przy projektowaniu wszelkiego rodzaju maszyn. Najbardziej przydatne jest to w przypadku maszyn lotniczych oraz samochodów wyścigowych, gdy bardzo ważnym aspektem pracy maszyny jest zachowanie się jej pod wpływem napierającego gazu czy cieczy.