LABORATORIUM Z MECHANIKI PŁYNÓW
Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych.
Rok II Grupa 9	Imię i nazwisko: Marek Manda	Lab. wykonano: 25.04.2001
Prowadzący lab.: mgr inż. M.Taler	Temat ćwiczenia nr 2: Badanie opływu płata.	Ocena:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie siły nośnej działającej na profil metodą pomiaru rozkładu ciśnień.

Pod względem aerodynamicznym ciała opływane płynami lepkimi (rzeczywistymi) dzielimy na : - opływowe - odchylenie linii prądu

- nie opływowe - odchylenie i oderwanie linii prądu .

Profile - ciała opływowe zapewniające dużą siłę nośną i stosunkowo mały opór przepływu. Kształt profilu obliczany jest teoretycznie i korygowany doświadczalnie. Ze względu na kształt profile można podzielić na :

1. dwuwypukłe

2. pół wypukłe

3. wklęsło wypukłe

4. dwuwypukły symetryczny

Mechanizm powstawania siły nośnej .

Umieszczenie ciała sztywnego w jednorodnym przepływie płynu lepkiego powoduje lokalne zakłócenie linii prądu . Elementy płynu dopływającego do profilu ulegają rozdziałowi , część opływa stronę grzbietową a reszta stronę dolną. Grzbiet profilu jest dłuższy niż spód. Cząstki opływające grzbiet mają do przebycia dłuższą drogę do przebycia niż cząstki opływające dolną część profilu. W konsekwencji płyn po stronie górnej ma większą prędkość niż na spodzie profilu. W obszarze zakłóconym powstają pewne gradienty a na powierzchni ciała powstaje pole ciśnień dynamicznych (większych na spodzie profilu). Wynikiem dynamicznego oddziaływania strumienia płynu lepkiego na ciało opływane jest siła R , której pochodzenie jest dwojakie :

- gradienty prędkości i towarzyszące im naprężenia styczne wywołane lepkością płynu dają siły

powierzchniowe styczne

- ciśnienia dynamiczne o nierównomiernym rozkładzie na powierzchni, dają zbiór sił

normalnych , które można zredukować do siły powierzchniowej normalnej i pary sił.

Siła R będąca wypadkową obu wymienionych rodzajów sił może być rozłożona na dwie składowe Ry i Rx .

Zwrot i wartość siły nośnej Ry zależy nie tylko od kształtu profilu ale i też od ukształtowania w stosunku do przepływu nie zakłóconego . Najczęściej profile ukształtowane są tak by siła nośna była skierowana do góry.

Każdy profil opływowy (lotniczy) posiada tak zwany kąt wartości nośnej zerowej δo ,przy której siła nośna ma wartość równą zero, oraz kąt krytyczny δkr , który odpowiada maksymalnej wartości siły nośnej . Po przekroczeniu tego warstwa przyścienna odrywa się od górnej powierzchni płata tuż za krawędzią natarcia czemu towarzyszy szeroki obszar zaburzeń przepływu i gwałtowny spadek siły nośnej.

Rozkład punktów pomiarowych :
g­₁=80[mm] s­₁₀=7[mm] b=113[mm]

g­₂=70[mm] s₁₁=16[mm] l=100[mm]

g­₃=60[mm] s₁₂=25[mm]

g­₄=50[mm] s­₁₃=34[mm]

g­₅=40[mm] s₁₄=44[mm]

g­₆=30[mm] s­₁₅=54[mm]

g­₇=20[mm] s₁₆=64[mm]

g­₈=10[mm] s­₁₇=74[mm]

g­₉=0[mm] s₁₈=86[mm]

ρ_n=1.2759 [kg/m³]

T_n=273[ºC] - warunki normalne fizycznie

p_n=10_­­­⁵[Pa]

ρ_p=0.01450 [kg/m³]

p_p=1936[Pa]

t₁=17[ºC]

φ=79[%]

p_b=98100[Pa]

p=p_b-h_stρg

ρ_n=1.2759[kg/m³]

ρ_c=825[kg/m³]

ρ=1.188[kg/m³]

p_d9=|p_st|

p_di=ρgh_i-p_st

c_ω=20.2[m/s]

Nr otworu			δ  ^			δ  ^
		pc[mm]	Pst[mm]	pd[Pa]	pc[mm]	pst[mm]	pd[Pa]
g1		38	30	65	37	30	57
g2		40	30	81	34	30	32
g3		42	30	97	33	30	24
g4		44	30	113	32	30	16
g5		46	30	129	31	30	8
g6		49	30	154	30	30	0
g7		49	30	154	25	30	40
g8		10	30	162	55	30	202
g9 = s9		0	30	243	0	30	243
s10		45	30	121	51	30	170
s11		48	30	146	47	30	138
s12		51	30	170	10	30	154
s13		45	30	121	48	30	145
s14		42	30	97	43	30	105
s15		40	30	81	42	30	97
s16		38	30	65	41	30	89
s17		35	30	40	40	30	81
s18		32	30	16	40	30	81

Wychylenie δ=0

Funkcje p_g(x) i p_s(x) po interpolacji przyjmują postać :

p_g(x)=0.04x^2-2.35x-124.02

p_s(x) =-0.03x^2+1.63x+119.24

R_y=2,74[N]

c_y=1

Wychylenie δ=0

Funkcje p_g(x) i p_s(x) po interpolacji przyjmują postać :

p_g(x)=-0.01x^2+1.74x-112.66

p_s(x) =-0.03x^2+1.72x+125.66

R_y=2,68[N]

c_y=0.97

Wnioski.

• wartość siły nośnej R_y uległa zmianie przy obrocie płata o kąt δ

• wyniki pomiarów mogą być zafałszowane ze względu na zły odczyt oraz wahania pracy wentylatora.

1. c)

2. d)

---