Laboratorium z mechaniki płynów
Temat: Badanie opływu płata.
Cel ćwiczenia: Wyznaczenie siły nośnej działającej na profil metodą pomiaru rozkładu ciśnień na profilu, oraz wyznaczenie współczynnika siły nośnej.
Schemat stanowiska pomiarowego:
Wzory obliczeniowe
długość profilu b = 0.113 m
długość cięciwy l = 0.1 m
Gęstość powietrza wilgotnego
Obliczenie siły nośnej oraz współczynnika siły nośnej
Siłę nośną wyznaczyłem licząc pole elementarnych prostokątów wpisanych w pola wykresów ciśnień (dla kątów -5 i -25 stopni).
Zestawienie wynikówpomiarów:
δ
Numer |
odległość |
ppc |
ppst |
pd |
|||
otworu |
[mm] |
[mm] |
[Pa] |
[mm] |
[Pa] |
[mm] |
[Pa] |
g1 |
80 |
-34 |
-275.2 |
|
|
-2 |
-16,2 |
g2 |
70 |
-35 |
-283.3 |
|
|
-3 |
-24.3 |
g3 |
60 |
-36 |
-291.4 |
|
|
-4 |
-32.4 |
g4 |
50 |
-38 |
-307.5 |
|
|
-6 |
-48.6 |
g5 |
40 |
-37 |
-299.5 |
|
|
-5 |
-40.5 |
g6 |
30 |
-43 |
-348 |
|
|
-11 |
-89 |
g7 |
20 |
-42 |
-340 |
|
|
-10 |
-80.9 |
g8 |
10 |
-46 |
-372.3 |
|
|
-14 |
-113.3 |
g9 = s9 |
0 |
-10 |
-80.9 |
-32 |
-259 |
22 |
178.1 |
s10 |
7 |
-40 |
-323.7 |
|
|
-8 |
-64.7 |
s11 |
16 |
-40 |
-323.7 |
|
|
-8 |
-64.7 |
s12 |
25 |
-38 |
-307.5 |
|
|
-6 |
-48.6 |
s13 |
34 |
-38 |
-307.5 |
|
|
-6 |
-48.6 |
s14 |
44 |
-41 |
-331.8 |
|
|
-9 |
-72.8 |
s15 |
54 |
-39 |
-315.6 |
|
|
-7 |
-56.7 |
s16 |
64 |
-37 |
-299.5 |
|
|
-5 |
-40.5 |
s17 |
74 |
-47 |
-380.4 |
|
|
-15 |
-121.4 |
s18 |
86 |
-45 |
-364.2 |
|
|
-13 |
-105.2 |
δ
Numer |
odległość |
ppc |
ppst |
pd |
|||
otworu |
[mm] |
[mm] |
[Pa] |
[mm] |
[Pa] |
[mm] |
[Pa] |
g1 |
80 |
-33 |
-267.1 |
|
|
-1 |
-8.1 |
g2 |
70 |
-32 |
-259 |
|
|
0 |
0 |
g3 |
60 |
-31 |
-250.9 |
|
|
1 |
8.1 |
g4 |
50 |
-31 |
-250.9 |
|
|
1 |
8.1 |
g5 |
40 |
-31 |
-250.9 |
|
|
1 |
8.1 |
g6 |
30 |
-30 |
-242.8 |
|
|
2 |
16.2 |
g7 |
20 |
-26 |
-210.4 |
|
|
6 |
48.6 |
g8 |
10 |
-20 |
-161.9 |
|
|
12 |
97.1 |
g9 = s9 |
0 |
-45 |
-364.2 |
-32 |
-259 |
-13 |
-105.2 |
s10 |
7 |
-57 |
-461.3 |
|
|
-25 |
-202.3 |
s11 |
16 |
-51 |
-412.8 |
|
|
-19 |
-153.8 |
s12 |
25 |
-48 |
-388.5 |
|
|
-16 |
-129.5 |
s13 |
34 |
-42 |
-340 |
|
|
-10 |
-80.9 |
s14 |
44 |
-43 |
-348 |
|
|
-11 |
-89 |
s15 |
54 |
-37 |
-299.5 |
|
|
-5 |
-40.5 |
s16 |
64 |
-35 |
-283.3 |
|
|
-3 |
-24.3 |
s17 |
74 |
-39 |
-315.6 |
|
|
-7 |
-56.7 |
s18 |
86 |
-39 |
-315.6 |
|
|
-7 |
-56.7 |
Wnioski:
Pomiary przeprowadziliśmy dla dwóch różnych (ujemnych) kątów natarcia. W obu przypadkach siła nośna działająca na płat była ujemna. Wynika z tego, że aby uzyskać dodatnią wartość siły nośnej należy stosować dodatnie wartości kątów natarcia. Dodatnie kąty natarcia stosuje się do uzyskania siły nośnej w samolotach. Natomiast ujemne kąty natarcia stosowane są w lekkich samochodach wyścigowych (np. Formula 1). Zjawisko występowania siły nośnej wykorzystuje się także w elektrowniach wiatrowych. Płatami nośnymi są również żagle jachtów.