Monika Sośnicka

2 MDLiK

Gr. L-10

2009/2010r.

Opływ walca

ZAKŁAD MECHANIKI PŁYNÓW I AERODYNAMIKI

1. Wstęp teoretyczny:

W rozważaniach dotyczących opływu ciała stałego gazem jest na ogół obojętne czy rozpatruje się ciało poruszające się względem ośrodka, czy też gdy to ciało jest unieruchomione, a gaz porusza się względem niego. Z tego też powodu powszechnym są badania aerodynamiczne obiektów w tunelach, gdzie nieruchomy model (samolot, skrzydło, a także budynki, samochody, itp.) poddaje się działaniu opływającej strugi powietrza wywoływanej impulsowo (tunele naddźwiękowe) lub ciągle (większość tuneli). I chociaż zbudowanie dobrego tunelu aerodynamicznego jest trudne i kosztowne to jest to bardzo rozpowszechniona metoda badawcza, ze względu na szerokie spektrum możliwości jakie ze sobą niesie.

Jednym z charakterów badań jakie przeprowadza się w tunelu aerodynamicznym jest pomiar rozkładu ciśnień na ciele opływowym (bez załamań). Różnica ciśnień wynika z tego, że poszczególne strugi gazu opływające ciało ulegają zagęszczeniu tym bardziej im większa jest krzywizna profilu. W związku z tym, zgodnie z równaniem ciągłości ruchu podczas zwiększania przekroju dochodzi także do zwiększenia prędkości stycznej do profilu. Zatem powstanie różnica ciśnień, powodująca powstawanie sił na profilu przyłożonych w środku parcia (poziomej siły oporu i pionowej siły nośnej).

a) Re < 2

_ brak wirów

_ obraz przepływu przypomina przepływ potencjalny

b) 2 < Re < 40

_ oderwanie pojawia się po obydwu stronach walca prowadzić do powstania 2 wirów "przyklejonych" do powierzchni

c) 40 < Re < 105

_ oderwanie zachodzi naprzemiennie po obydwu stronach walca tworzy się gruboskalowe wiry, które odrywaj się następnie od powierzchni w sposób okresowy generując w ładzie dodatkowych turbulencja wirowy lad za walcem - _ wirów Karmana

d) Re > 105

_ punkt oderwania przesuwa się w "dół" przepływu - Q = 135 ° wiry są mniejsze i znacznie mniej regularne redukcja rozmiarów ladu aerodynamicznego

2. Cel ćwiczenia:

Walec umieściliśmy w tunelu aerodynamicznym i mierzyliśmy zmianę ciśnienia przy obracaniu walca co 10⁰

3. 
   Schemat stanowiska:

4. Opis ćwiczenia:

Ćwiczenie polega na mierzeniu ciśnienia całkowitego za pomocą manometru Betza, który był podłączony do rurki Prandtla umieszczonej w tunelu. Mając ciśnienie dynamiczne obliczamy prędkość, dla danej odległości rurki Prandtla od ścianki tunelu. Pomiarów dokonywaliśmy mierząc zmianę ciśnienia przy obracaniu walca co 10⁰

5. Wyniki ćwiczenia:

α°	P∞[mmH2O]	P-Pα	∆cp
0	63	69	1
10	63	65	0,88
20	63	48,8	0,53
30	63	21,8	0
35	63	3,2	-0,31
40	63	-11,6	-0,65
50	63	-46,6	-1,35
60	63	-75,2	-2
70	63	-88	-2,53
80	59	-86	-2,88
90	59	-76,6	-3
100	59	-76,2	-2,88
110	59	-78,2	-2,53
120	59	-80	-2
130	59	-81	-1,35
140	59	-82,4	-0,65
150	59	-84,4	0
160	59	-86,2	0,53
170	59	-91	0,88
180	59	-92,6	1
190	59	-90	0,88
200	59	-88,6	0,53
210	59	-85,8	0
220	59	-84,4	-0,65
230	59	-81	-1,35
240	59	-81	-2
250	59	-79	-2,53
260	59	-77,6	-2,88
270	59	-77,6	0
280	59	-82	-2,88
290	59	-90	-2,53
300	59	-78	-2
310	59	-54	-1,35
320	59	-20	-0,65
325	59	1	-0,32
330	59	16	0
340	59	46	0,53
350	59	63	0,88
360	59	70	1

6. Wnioski:

Rozkład ciśnień na profilu uwidacznia powstawanie oporu. Jest zauważalny powstawanie na stronie napływu strug powietrza nadciśnienie oraz podciśnienie po stronie spływu. Otrzymany wykres na podstawie pomiarów, ma podobny charakter do wykresów teoretycznych zawartych w literaturze. Nieznaczne odchylenia spowodowane są błędami pomiarowymi związanymi z niedokładnością odczytu. Dokonaliśmy pomiarów w tunelu ciśnienia w różnej odległości od ścianki .

Wykonany wykres z wyników pomiarów jest równy liczbie Reynoldsa od 40 do 10⁵.

---