Mateusz Musiał gr 7

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:

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

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

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

Prędkość przepływu powietrza dla kąta 0°:

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

$${\mathbf{\backslash t}\mathbf{c}}_{\mathbf{\infty}}\mathbf{=}\sqrt{\frac{\mathbf{2}\mathbf{\bullet}\mathbf{178}\mathbf{,}\mathbf{05}}{\mathbf{1}\mathbf{,}\mathbf{167}}}\mathbf{=}\mathbf{17}\mathbf{,}\mathbf{47}\mathbf{\lbrack}\frac{\mathbf{m}}{\mathbf{s}}\mathbf{\rbrack}$$

Prędkość przepływu powietrza dla kąta 10°:

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

$$\mathbf{c}_{\mathbf{\infty}}\mathbf{=}\sqrt{\frac{\mathbf{2}\mathbf{\bullet}\mathbf{105}\mathbf{,}\mathbf{21}}{\mathbf{1}\mathbf{,}\mathbf{167}}}\mathbf{=}\mathbf{13}\mathbf{,}\mathbf{43}\mathbf{\lbrack}\frac{\mathbf{m}}{\mathbf{s}}\mathbf{\rbrack}$$

Siła nośna dla kąta 0°:

R_y = ∫₀^l(ps − pg)•bdl

ps i pg odczytano z wykresu i scałkowano na długości płata

R_y=0,31[N]

Siła nośna dla kąta 10°:

R_y = ∫₀^l(ps − pg)•bdl

Analogicznie licząc:

R_y=0,56[N]

Współczynnik siły nośnej dla kąta 0°:

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

$$\mathbf{C}_{\mathbf{y}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{2}}{\mathbf{1}\mathbf{,}\mathbf{167}}\mathbf{\bullet}\frac{\mathbf{1}}{{\mathbf{20}\mathbf{,}\mathbf{78}}^{\mathbf{2}}}\mathbf{\bullet}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{113}\mathbf{\bullet}\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{1}}\mathbf{\bullet}\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{31}\mathbf{=}\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{10}\mathbf{9}$$

Współczynnik siły nośnej dla kąta 10°:

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

$$\mathbf{C}_{\mathbf{y}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{2}}{\mathbf{1}\mathbf{,}\mathbf{167}}\mathbf{\bullet}\frac{\mathbf{1}}{{\mathbf{15}\mathbf{,}\mathbf{97}}^{\mathbf{2}}}\mathbf{\bullet}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{113}\mathbf{\bullet}\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{1}}\mathbf{\bullet}\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{56}\mathbf{=}\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{19}\mathbf{7}$$

Lp.	α=0°
	Pc
	[mm]
1	40
2	42
3	44
4	45
5	46
6	50
7	50
8	52
9	13
10	47
11	49
12	48
13	50
14	49
15	47
16	46
17	44
18	42

1. Tabela.

α=10°
Pc
[mm]
41
42
44
45
47
50
54
61
22
25
32
34
43
44
43
41
40
39

1. Wnioski

Znając prędkość opływającego płynu oraz jego gęstość można obliczyć współczynnik siły nośnej dzięki któremu bez problemów można określić siłe nośną. Wraz ze wzrostem kąta natarcia wzrasta sila nośna dzięki której samolot może oderwać się od pasa startowego(skutkiem tego jest utrata prędkości). Rozkład ciśnień wydaje się być zaburzony lecz jest to wynik niedokładności elementów pomiarowych jak i odczytów.