Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów |
Sprawozdanie z mechaniki płynów |
Data: 96.10.28 |
Maciej Loret |
Temat: Osiowosymetryczny opływ ciał
|
Nr ćwiczenia: 4.21 |
Uwagi:
|
1. Cel ćwiczenia.
Doświadczalny i teoretyczny rozkład ciśnienia na powierzchni kuli opływanej ustaloną równoległą strugą płynu.
2. Stanowisko pomiarowe.
3. Tabele pomiarowe.
kąt ϕ |
l |
l/lmax |
p_pot |
f.podc |
f.pot |
[°] |
[mm] |
[-] |
[-] |
[-] |
[-] |
0 |
168 |
1,000 |
1,000 |
0,000 |
0,000 |
3 |
167 |
0,994 |
0,994 |
0,104 |
0,104 |
6 |
167 |
0,994 |
0,975 |
0,207 |
0,203 |
9 |
162 |
0,964 |
0,945 |
0,298 |
0,292 |
12 |
157 |
0,935 |
0,903 |
0,380 |
0,367 |
15 |
149 |
0,887 |
0,849 |
0,443 |
0,425 |
18 |
137 |
0,815 |
0,785 |
0,479 |
0,461 |
21 |
138 |
0,821 |
0,711 |
0,550 |
0,476 |
24 |
113 |
0,673 |
0,628 |
0,500 |
0,467 |
27 |
96 |
0,571 |
0,536 |
0,462 |
0,434 |
30 |
81 |
0,482 |
0,438 |
0,418 |
0,379 |
33 |
66 |
0,393 |
0,333 |
0,359 |
0,304 |
36 |
50 |
0,298 |
0,223 |
0,283 |
0,212 |
39 |
31 |
0,185 |
0,109 |
0,180 |
0,107 |
42 |
14 |
0,083 |
-0,007 |
0,083 |
-0,007 |
45 |
-3 |
-0,018 |
-0,125 |
-0,018 |
-0,125 |
48 |
-23 |
-0,137 |
-0,243 |
-0,136 |
-0,241 |
51 |
-40 |
-0,238 |
-0,359 |
-0,233 |
-0,351 |
54 |
-57 |
-0,339 |
-0,473 |
-0,323 |
-0,450 |
57 |
-72 |
-0,429 |
-0,583 |
-0,392 |
-0,532 |
60 |
-88 |
-0,524 |
-0,687 |
-0,454 |
-0,595 |
63 |
-101 |
-0,601 |
-0,786 |
-0,486 |
-0,636 |
66 |
-115 |
-0,685 |
-0,878 |
-0,509 |
-0,652 |
69 |
-124 |
-0,738 |
-0,961 |
-0,494 |
-0,643 |
72 |
-134 |
-0,798 |
-1,035 |
-0,469 |
-0,608 |
75 |
-139 |
-0,827 |
-1,099 |
-0,414 |
-0,550 |
78 |
-141 |
-0,839 |
-1,153 |
-0,341 |
-0,469 |
81 |
-138 |
-0,821 |
-1,195 |
-0,254 |
-0,369 |
84 |
-113 |
-0,673 |
-1,225 |
-0,140 |
-0,255 |
87 |
-108 |
-0,643 |
-1,244 |
-0,067 |
-0,130 |
90 |
-103 |
-0,613 |
-1,250 |
0,000 |
0,000 |
93 |
-105 |
-0,625 |
-1,244 |
0,065 |
0,130 |
96 |
-105 |
-0,625 |
-1,225 |
0,130 |
0,255 |
99 |
-107 |
-0,637 |
-1,195 |
0,197 |
0,369 |
102 |
-106 |
-0,631 |
-1,153 |
0,257 |
0,469 |
105 |
-109 |
-0,649 |
-1,099 |
0,324 |
0,550 |
108 |
-108 |
-0,643 |
-1,035 |
0,378 |
0,608 |
111 |
-106 |
-0,631 |
-0,961 |
0,422 |
0,643 |
114 |
-104 |
-0,619 |
-0,878 |
0,460 |
0,652 |
117 |
-100 |
-0,595 |
-0,786 |
0,482 |
0,636 |
120 |
-98 |
-0,583 |
-0,688 |
0,505 |
0,595 |
123 |
-91 |
-0,542 |
-0,583 |
0,495 |
0,532 |
126 |
-88 |
-0,524 |
-0,473 |
0,498 |
0,450 |
129 |
-85 |
-0,506 |
-0,359 |
0,495 |
0,351 |
132 |
-81 |
-0,482 |
-0,243 |
0,480 |
0,241 |
135 |
-77 |
-0,458 |
-0,125 |
0,458 |
0,125 |
138 |
-75 |
-0,446 |
-0,007 |
0,444 |
0,007 |
141 |
-72 |
-0,429 |
0,109 |
0,419 |
-0,107 |
144 |
-70 |
-0,417 |
0,223 |
0,396 |
-0,212 |
147 |
-55 |
-0,327 |
0,333 |
0,299 |
-0,304 |
150 |
-56 |
-0,333 |
0,437 |
0,289 |
-0,379 |
153 |
-57 |
-0,339 |
0,536 |
0,274 |
-0,434 |
156 |
-58 |
-0,345 |
0,628 |
0,257 |
-0,467 |
159 |
-60 |
-0,357 |
0,711 |
0,239 |
-0,476 |
162 |
-61 |
-0,363 |
0,785 |
0,213 |
-0,461 |
165 |
-60 |
-0,357 |
0,849 |
0,179 |
-0,425 |
168 |
-62 |
-0,369 |
0,903 |
0,150 |
-0,367 |
171 |
-63 |
-0,375 |
0,945 |
0,116 |
-0,292 |
174 |
-63 |
-0,375 |
0,975 |
0,078 |
-0,203 |
177 |
-63 |
-0,375 |
0,994 |
0,039 |
-0,104 |
180 |
-63 |
-0,375 |
1,000 |
0,000 |
0,000 |
4. Przykład obliczeń (dla kąta = 3[°]).
- współczynnik ciśnienia ppot
- współczynnik oporu ciśnieniowego fpodc
- współczynnik oporu tarcia fpot
- współczynnik oporu
--- metoda prostokątów
--- metoda trapezów
--- metoda parabol (Simpsona)
5. Wykresy.
-
-
-
-
6. Wnioski.
Wyniki doświadczalne rozkładu ciśnienia na powiezchni kuli są różne od teoretycznych. Jednym z powodów może być nie uwzględnienie lepkości płynu w wynikach teoretycznych. Punkt oderwania strugi (na skutekt występowania sił tarcia) dla opływu turbulentnego wynosi około ϕ=80°.
Wyprowadzenie wzoru na cx: