1. Opis doświadczenia:
Celem doświadczenia jest doświadczalne i teoretyczne wyznaczenie rozkładu ciśnień na powierzchni ciał opływanych strumieniem płynu. W tym ćwiczeniu płynem jest powietrze, a jego strumień ma charakter laminarny.
Na drodze strumienia powietrza umieszczamy walec.
2. Wzory oraz przykładowe obliczenia.
Prędkość strugi powietrza :
gdzie : V- prędkość przepływu niezakłóconego
- gęstość powietrza
dla t = 25°C
Współczynnik ciśnienia ppot
=0,99
Współczynnik oporu ciśnieniowego :
Cxp ==
gdzie: Cxp - współczynnik oporu ciśnieniowego
- stała wartość obrotu walca =3
pj - współczynnik ciśnienia w kolejnych punktach pomiarowych
Cxp ==
3. Tabela pomiarowa oraz wynikowa
kat | l | lmax/l | p.m | kąt | p.pot | V | cxp |
---|---|---|---|---|---|---|---|
[mm] | 114 | [rad] | [m/s^2] | ||||
0 | 113 | 0,991 | 1541,365 | 0,000 | 1,000 | 50,165 | 0,002 |
3 | 113 | 0,991 | 1541,365 | 0,052 | 0,989 | 50,165 | 0,004 |
6 | 112 | 0,982 | 1527,725 | 0,105 | 0,956 | 49,942 | 0,006 |
9 | 110 | 0,965 | 1500,444 | 0,157 | 0,902 | 49,494 | 0,008 |
12 | 106 | 0,930 | 1445,882 | 0,209 | 0,827 | 48,586 | 0,010 |
15 | 100 | 0,877 | 1364,040 | 0,262 | 0,732 | 47,191 | 0,012 |
18 | 94 | 0,825 | 1282,198 | 0,314 | 0,618 | 45,754 | 0,014 |
21 | 87 | 0,763 | 1186,715 | 0,367 | 0,486 | 44,017 | 0,016 |
24 | 78 | 0,684 | 1063,951 | 0,419 | 0,338 | 41,678 | 0,019 |
27 | 68 | 0,596 | 927,547 | 0,471 | 0,176 | 38,915 | 0,022 |
30 | 58 | 0,509 | 791,143 | 0,524 | 0,000 | 35,940 | 0,026 |
33 | 48 | 0,421 | 654,739 | 0,576 | -0,187 | 32,695 | 0,031 |
36 | 36 | 0,316 | 491,054 | 0,628 | -0,382 | 28,315 | 0,039 |
39 | 24 | 0,211 | 327,370 | 0,681 | -0,584 | 23,119 | 0,054 |
42 | 13 | 0,114 | 177,325 | 0,733 | -0,791 | 17,015 | 0,090 |
45 | -23 | -0,202 | -313,729 | 0,785 | -1,000 | 22,632 | 0,044 |
48 | -35 | -0,307 | -477,414 | 0,838 | -1,209 | 27,919 | 0,024 |
51 | -43 | -0,377 | -586,537 | 0,890 | -1,416 | 30,945 | 0,015 |
54 | -51 | -0,447 | -695,660 | 0,942 | -1,618 | 33,701 | 0,009 |
57 | -59 | -0,518 | -804,784 | 0,995 | -1,813 | 36,248 | 0,004 |
60 | -64 | -0,561 | -872,986 | 1,047 | -2,000 | 37,753 | 0,000 |
63 | -69 | -0,605 | -941,188 | 1,100 | -2,176 | 39,200 | -0,003 |
66 | -70 | -0,614 | -954,828 | 1,152 | -2,338 | 39,483 | -0,006 |
69 | -65 | -0,570 | -886,626 | 1,204 | -2,486 | 38,047 | -0,010 |
72 | -60 | -0,526 | -818,424 | 1,257 | -2,618 | 36,554 | -0,013 |
75 | -54 | -0,474 | -736,582 | 1,309 | -2,732 | 34,678 | -0,018 |
78 | -53 | -0,465 | -722,941 | 1,361 | -2,827 | 34,356 | -0,020 |
81 | -51 | -0,447 | -695,660 | 1,414 | -2,902 | 33,701 | -0,023 |
84 | -52 | -0,456 | -709,301 | 1,466 | -2,956 | 34,030 | -0,024 |
87 | -50 | -0,439 | -682,020 | 1,518 | -2,989 | 33,369 | -0,026 |
90 | -51 | -0,447 | -695,660 | 1,571 | -3,000 | 33,701 | -0,025 |
93 | -53 | -0,465 | -722,941 | 1,623 | -2,989 | 34,356 | -0,024 |
96 | -49 | -0,430 | -668,380 | 1,676 | -2,956 | 33,034 | -0,024 |
99 | -50 | -0,439 | -682,020 | 1,728 | -2,902 | 33,369 | -0,022 |
102 | -51 | -0,447 | -695,660 | 1,780 | -2,827 | 33,701 | -0,019 |
105 | -52 | -0,456 | -709,301 | 1,833 | -2,732 | 34,030 | -0,015 |
108 | -51 | -0,447 | -695,660 | 1,885 | -2,618 | 33,701 | -0,012 |
111 | -49 | -0,430 | -668,380 | 1,937 | -2,486 | 33,034 | -0,009 |
114 | -52 | -0,456 | -709,301 | 1,990 | -2,338 | 34,030 | -0,004 |
117 | -50 | -0,439 | -682,020 | 2,042 | -2,176 | 33,369 | 0,000 |
120 | -51 | -0,447 | -695,660 | 2,094 | -2,000 | 33,701 | 0,004 |
123 | -51 | -0,447 | -695,660 | 2,147 | -1,813 | 33,701 | 0,009 |
126 | -53 | -0,465 | -722,941 | 2,199 | -1,618 | 34,356 | 0,012 |
129 | -50 | -0,439 | -682,020 | 2,251 | -1,416 | 33,369 | 0,017 |
132 | -52 | -0,456 | -709,301 | 2,304 | -1,209 | 34,030 | 0,020 |
135 | -53 | -0,465 | -722,941 | 2,356 | -1,000 | 34,356 | 0,022 |
138 | -51 | -0,447 | -695,660 | 2,409 | -0,791 | 33,701 | 0,026 |
141 | -52 | -0,456 | -709,301 | 2,461 | -0,584 | 34,030 | 0,027 |
144 | -50 | -0,439 | -682,020 | 2,513 | -0,382 | 33,369 | 0,029 |
147 | -53 | -0,465 | -722,941 | 2,566 | -0,187 | 34,356 | 0,028 |
150 | -53 | -0,465 | -722,941 | 2,618 | 0,000 | 34,356 | 0,028 |
153 | -51 | -0,447 | -695,660 | 2,670 | 0,176 | 33,701 | 0,029 |
156 | -50 | -0,439 | -682,020 | 2,723 | 0,338 | 33,369 | 0,028 |
159 | -51 | -0,447 | -695,660 | 2,775 | 0,486 | 33,701 | 0,026 |
162 | -50 | -0,439 | -682,020 | 2,827 | 0,618 | 33,369 | 0,024 |
165 | -49 | -0,430 | -668,380 | 2,880 | 0,732 | 33,034 | 0,021 |
168 | -51 | -0,447 | -695,660 | 2,932 | 0,827 | 33,701 | 0,017 |
171 | -52 | -0,456 | -709,301 | 2,985 | 0,902 | 34,030 | 0,012 |
174 | -51 | -0,447 | -695,660 | 3,037 | 0,956 | 33,701 | 0,009 |
177 | -51 | -0,447 | -695,660 | 3,089 | 0,989 | 33,701 | 0,004 |
180 | -50 | -0,439 | -682,020 | 3,142 | 1,000 | 33,369 | 0,000 |
4. Wykres
5. Wnioski
Na podstawie sporządzenia wykresu rozkładu ciśnień na powierzchni walca określono, że jest to opływ z oderwaniem laminarnej warstwy przyściennej.