ee_08.

Techniki badawcze stosowane w aerodynamice
dr inż. Tadeusz Tarnowski
Ćwiczenie 8
Temat:
Określanie oddziaływania strugi powietrza na opływane modele ciał
1. Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest określenie związku między siłą oddziaływania aerodynamicznego przepływającego płynu a kształtem modelu „zanurzonego” w przepływie .
2. Wprowadzenie
Zjawiska oporu ośrodka tworzą bardzo ważny dział mechaniki płynów, związany
z ruchem ciał w środowisku płynnym; gazie lub cieczy.
Siłę z jaką strumień płynu (cieczy lub gazu) działa na obiekt wystawiony na jego
działanie nazywamy reakcją hydrodynamiczną lub aerodynamiczną.
Z zasady zachowania ilości ruchu d m ⋅ U = P dt i z zasady stałości masy
(
)
m = const wynika, że szybkość zmiany ilości ruchu, wyodrębnionej w myśli masy
strumienia płynu jest równa naporowi, jaki ta masa wywiera na opływane ciało [1].
( )
r
d mU
dU
=m
P=
dt
dt
gdzie:
→
P - reakcja dynamiczna (hydrodynamiczna lub aerodynamiczna),
m - wyodrębniona masa strumienia płynu,
U - prędkość poruszającego się płynu,
t
- czas.
Z powyższego wzoru wynika, że napór dynamiczny jest wywołany zmianą prędkości płynu w analizowanej objętości.
Jeżeli skorzystamy z prawa względności ruchu zgodnie z którą reakcja wywierana
przez płyn na ciało zależy tylko od prędkości względnej ciała stałego i płynu to wielkość reakcji ciała na płyn będzie taka sama dla ciała nieruchomego, opływanego płynem, jak i ciała poruszającego się w płynnym ośrodku nieruchomym.
141
Tak więc opór ośrodka – jest zjawiskiem makroskopowym zachodzącym
w płynnym medium, najczęściej w powietrzu lub w wodzie natomiast opory ruchu –
powstają zarówno przy przepływach ośrodka płynnego dookoła nieruchomego ciała
stałego, jak i przy ruchu ciał stałych w ośrodku płynnym. Ruchy względne ośrodka
płynnego dookoła ciał stałych całkowicie w nim „zanurzonych” nazywamy opływami.
Wszystkie ciała stałe poruszające się w otaczającym je ośrodku płynnym są poddane działaniu sił wywieranych przez ten ośrodek na ich powierzchnię, które nazywamy
siłami lub reakcjami aerodynamicznymi.
Jeżeli ciało pozostaje w położeniu niezmiennym w poruszającym się ośrodku
płynnym, wówczas siły działające na nie nazywane są siłami aerodynamicznymi.
Rys.1. Rozkład siły aerodynamicznej na opór profilowy i siłę nośną
Siły aerodynamiczne działające na poszczególne elementy powierzchniowe opływanego ciała można zastąpić jedną wypadkową siłą aerodynamiczną P, przedstawiającej sobą całkowity opór aerodynamiczny ciała.
Wypadkową siłę aerodynamiczną P rozkłada się na opór aerodynamiczny
działający w kierunku ruchu oraz na siłę nośną Pz prostopadłą do kierunku ruchu.
Px
W oporze aerodynamicznym możemy wyróżnić dwie składowe: opór ciśnieniowy
Pxc i opór tarcia powierzchniowego Pxt. Suma tych oporów jest całkowitym oporem
aerodynamicznym ciała.
Px = Pxp +Pxt
142
(1)
ρ,
Opór aerodynamiczny
względnej prędkości
i lepkości płynu ν
,
Px jest funkcją następujących wielkości: gęstości ośrodka
ruchu U, charakterystycznego wymiaru poprzecznego l
co można zapisać następująco:
Px = f ( ρ, U, l, ν )
(2)
Zależność określająca opór aerodynamiczny może być określona poprzez tzw.
analizę wymiarową, co pozwala zapisać ją następująco:
æU l ö
P = ρ U 2l 2 f ç
÷
èν ø
(3)
We wzorze tym funkcję f nazywamy współczynnikiem oporu aerodynamicznego
Cx a wyrażenie w nawiasie (zmienna niezależna funkcji f ) liczbą REYNOLDSA którą
oznaczamy jako (Re). Liczba ta może być uważana za bezwymiarową prędkość gdyż
przy
stałym
wymiarze
poprzecznym
i
stałej
lepkości,
zmienia
się
ona
w sposób identyczny jak prędkość.
Wzór (3) może być zapisany w nieco innej postaci
ρU 2
Px =c x
F
2
(3a)
w której:
F
- tzw. przekrój czołowy opływanego ciała, będący największym przekrojem
ρU
2
tego ciała płaszczyzną prostopadłą do kierunku przepływu (ruchu),
2
- ciśnienie dynamiczne,
cx - współczynnik oporu całkowitego.
Opór aerodynamiczny
Px
(rys. 2) wyrażamy zatem iloczynem bezwymiarowego
0,5 ρ U 2 i przekroju czołowego F. Dla
ustalonej prędkości U i przekroju czołowego F siła oporu jest zatem zależna od wartości cx, który często uważany jest za miarę doskonałości aerodynamicznej (nie dotywspółczynnika cx ciśnienia dynamicznego
czy to lotnictwa, gdzie doskonałością aerodynamiczną jest stosunek siły nośnej do siły
oporu). Wartość współczynnika oporu całkowitego cx w określonym przedziale wartości
Re
zależy wyłącznie od kształtu ciała i jego ustawienia względem kierunku
przepływu.
143
Rys.2. Ilustracja wielkości decydujących o oporze
aerodynamicznym
Przykładowe zestawienie wartości współczynników oporu
cx
dla wybranych
kształtów ciał podano w Tabeli 1 w funkcji liczby Reynoldsa.
3. Metodyka badań modelowych zjawisk oporu aerodynamicznego
Przypomnijmy zasadę względności ruchów płynów i ciał stałych. Zgodnie z tą zasadą wszystkie zjawiska hydroaerodynamiczne można podzielić na trzy grupy:
1.
ruch ciała w nieruchomym środowisku,
2.
opływ ciała nieruchomego poruszającym się płynem,
3.
ruch zarówno płynu jak i ciała względem nieruchomego układu odniesienia.
Do grupy pierwszej można zaliczyć np.: lot samolotu w atmosferze, łodzi podwodnej w morzu, do drugiej opływ budynków wiatrem, strumień wody lub gazu
w rurociągu, a do trzeciej przepływ powietrza wokół śmigieł wiatraka czy ruch pary
wodnej w układach przepływowych turbin ale również ruch samochodu przy wiejącym wietrze.
144
Tablica 1 Wartości liczbowe współczynnika oporu niektórych wybranych ciał
Kształt ciała
Tarcza kołowa
( ⊥ do kierunku prądu)
l/d
Re
cx
-
> 103
1,12
0
1
2
3
Układ posobny tarcz kołowych
( ⊥ do kierunku prądu)
Płyta prostokątna
( ⊥ do kierunku prądu)
(l - długość płyty)
1
5
20
∞
> 10
3
1,12
0,93
1,04
1,52
> 103
1,16
1,20
1,50
2,00
0
1
2
4
7
> 103
1,12
0,91
0,85
0.87
0,99
Półkula wydrążona zwrócona
wklęsłością przeciw prądowi
-
> 103
1,33
Półkula wydrążona zwrócona
wklęsłością w kierunku prądu
-
> 103
0,34
1
5
20
∞
103 ÷ 105
0,63
0,74
0,90
1,20
5
∞
> 5 • 105
0,35
0,33
Walec kołowy
o osi ║ do kierunku prądu
Walec kołowy o osi ⊥
do kierunku prądu
Kula
Osiowo-symetryczne ciało
opływowe
145
-
103 ÷ 105
> 3 • 105
0,47
0,20
-
> 2 • 105
0.04
W aerodynamice eksperymentalnej wykorzystuje się zasadę odwracalności opisanych powyżej względnych ruchów ciał stałych i płynów co oznacza, że możliwe jest
np.: badanie zjawiska opływu nieruchomego płata samolotu przy jego omywaniu poruszającym się powietrzem, jeżeli ruch powietrza jest wywołany w sposób sztuczny.
W podobny sposób możemy badać zjawiska opływu najrozmaitszych ciał np.:
opływu budowli a także aerację (przewietrzanie) osiedli mieszkaniowych, rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń w środowisku naturalnym itp..
W czasie badań zjawisk zachodzących w różnego typu maszynach przepływowych
a także zachodzących na zewnątrz budowli inżynierskich lub środków transportu czy
też wewnątrz urządzeń i rurociągów, wykorzystuje się w bardzo szerokim zakresie
modelowanie tych zjawisk w warunkach laboratoryjnych. Ma to szczególne znaczenie w przypadkach dużych prędkości względnych płynów i ciał stałych oraz gdy badane obiekty charakteryzują się dużymi wymiarami geometrycznymi a także wówczas
gdy zależy nam na bardzo szczegółowym poznaniu mechanizmów zjawisk zachodzących w przepływach.
Spektakularnymi osiągnięciami aerodynamiki doświadczalnej ostatnich lat są wyniki sportowe. Dążenie do coraz lepszych rezultatów w kolarstwie, narciarstwie zjazdowym, wyścigach samochodowych, a więc w tych sportach, w których liczy się najkrótszy czas pokonania dystansu, doprowadziło sportowców do tuneli aerodynamicznych i udoskonalenia ich sylwetek, ubioru, techniki poruszania się i kształtów sprzętu
sportowego, poprawiło również bezpieczeństwo sportowców w trakcie zawodów. Badania te sprowadzają się do prób zmniejszenia wartości oporu aerodynamicznego
a więc współczynnika cx.
3.1. Tunele aerodynamiczne i eksperymentalne określenie oporu aerodynamicznego
Do badań modelowych maszyn i urządzeń służą najczęściej tunele aerodynamiczne różnych typów, różniące się budową wynikającą z ich przeznaczenia.
Pierwsze tunele aerodynamiczne powstały ponad sto lat temu i służyły do badań
mało skomplikowanych przepływów. W miarę rosnących potrzeb budowano tunele
o coraz to nowocześniejszych konstrukcjach i przeważnie większe dochodząc do tak
dużych konstrukcji, które pozwalały badać wybrane obiekty w skali 1:1, czego przykład pokazano na rys 3.
Konstrukcje tuneli obecnie służących do badań zależą od ich przeznaczenia, dokładniej od rodzaju obiektu, który ma zostać w tunelu poddany badaniom – inne są
146
bowiem stawiane wymagania przy badaniach modeli np.: mostów wiszących a inne
przy badaniach samochodów, nie wspominając o całej następnej grupie tuneli przeznaczonych do badań wymiany ciepła lub masy. Wyposażenie tunelu zależy również
od jego przeznaczenia a dokładniej od typu przepływu jaki ma być w tunelu modelowany albowiem modelowaniu podlegają nie tylko obiekty ale i sama organizacja przepływu w przestrzenia pomiarowej (jego turbulencja, gradient prędkości itp.)
W trakcie badań przepływów w tunelach aerodynamicznych określane są różne
wielkości fizyczne dotyczące zjawisk występujących bądź na powierzchni „styku”
badanych obiektów z omywającym je płynem, bądź też w samym przepływie. Do tych
wielkości zaliczyć można: ciśnienia (całkowite, statyczne i dynamiczne), prędkości,
kierunki przepływu, temperatury, wydatki, parametry dyfuzji, wymiany ciepła. Mierzone mogą być także siły i momenty związane z oddziaływaniami aerodynamicznymi
na opływane strumieniem płynu obiekty. Pomiary tych wielkości mogą być prowadzone zarówno w warunkach przepływu stacjonarnego – bez zmiany w czasie parametrów przepływu – jak i w przepływach niestacjonarnych do których zaliczyć należy
przepływy turbulentne.
Rys.3. Tunel aerodynamiczny do badań samochodów w podziałce 1:1 (Włochy), pole
przekroju części pomiarowej F = 11,75m2; prędkość powietrza U = 40 m/s; moc
napędu N = 625 kW.[5]
Jednym z obiektów poddawanych szczegółowym badaniom w tunelach aerodynamicznych są pojazdy samochodowe zarówno osobowe jak i ciężarowe. Celem takich
147
badań jest uzyskanie takiej sylwetki pojazdu by opory opływu były jak najniższe, co
przyczynia się do zmniejszenia zużycia paliwa a przez to zmniejsza szkodliwe oddziaływanie spalin na środowisko naturalne.
Przy milionach produkowanych pojazdów zmniejszenie ilości spalin emitowanych
do atmosfery jest jednym ze sposobów znacznego ograniczenia zatruwania powietrza
(33% ogólnej emisji CO2 to efekt spalania paliw w silnikach napędowych środków
transportu) a także zmniejszenia wraz z gazami spalinowymi emisji ciepła.
Dodatkowym efektem, wcale niebagatelnym jest często podniesienie warunków
bezpieczeństwa kierowcy i pasażerów przez np. odpowiednie ukierunkowanie strug
deszczu na szybach, zapobieganie osadzaniu błota i innych zanieczyszczeń na reflektorach i światłach pozycyjnych itp.
Na rysunku 4 przedstawiono za [5] opory ruchu i energię niezbędną do ich pokonania dla trzech grup pojazdów. Z rysunku widać, że dla samochodów wszystkich typów analizowanych tu samochodów opory powietrza są większe od oporów toczenia
nawet przy niewielkich prędkościach ruchu.
Rys.4. Rozkład poszczególnych sił oporu ruchu działających na samochody [5]
a – ciągnik siodłowy z kontenerem, b – samochód ciężarowy o średniej ładowności bez przyczepy, c – szybki samochód dostawczy, I – opór toczenia i powietrza, II – opór toczenia, WN – opór jednostkowy jazdy (odniesiony do mocy silnika NN), VS – średnia prędkość jazdy
148
Rys.5. Aerodynamiczna jakość kształtu różnych samochodów użytkowych
przy opływie symetrycznym cx – współczynnik oporu powietrza [5]
Na kolejnym rysunku (rys. 5) przedstawiono porównanie wartości współczynników cx dla różnych typów samochodów.
Autobusy, jak to widać z rysunku osiągają 1,5 krotną wartość cx w porównaniu
z samochodami osobowymi a zespoły pojazdów i ciągniki siodłowe około dwukrotną
wartość cx. Świadczy to o dość dużym rozrzucie wartości współczynnika oporów powietrza, odpowiednio do różnorodności kształtów tych pojazdów.
Pełniejszą ocenę własności aerodynamicznych pojazdów uzyskuje się przez ocenę
współczynnika oporu przy różnych od osiowego (równoległego do kierunku jazdy)
kierunkach napływu wiatru. Okazuje się, że współczynnik oporu w funkcji kąta β wy-
raźnie rośnie i wzrost ten jest tym większy im mniej opływowy jest kształt pojazdu.
kie
nap rune
ływ k
u
badany model
Rys.6. Definicja kąta napływu skośnego
na obiekt usytuowany w strudze
powietrza
kierunek ruchu
149
Rys.7. Opór powietrza przy napływie ukośnym
3.2.
Wyznaczanie reakcji płynu z użyciem wag aerodynamicznych
Dla wyznaczenia oporu aerodynamicznego koniecznym jest wyznaczenie siły działającej na model w kierunku ruchu.
Najbardziej dokładną metodą wyznaczenia tej wielkości jest zastosowanie wagi
aerodynamicznej i sposób ten jest stosowany najczęściej w praktyce. Wagą aerodynamiczną nazywamy urządzenie, które w sposób bezpośredni wyznacza jedną lub
więcej składowych reakcji aerodynamicznych. Przykład takiej wagi z rys (8), pokazuje
opływ badanego modelu jednorodną strugą powietrza o prędkości U. Siła oporu ae-
U
rodynamicznego Px działającego na model
przenoszona jest na wagę wywołując de-
Px
formację sprężystej podpory. Jeżeli znać
będziemy zależność między deformacją
podpora
sprężysta
a siłą oporu, wówczas z wykresu wzorcoczujnik
tensometryczny wania (rys.12) będziemy mogli określić
siłę oporu
Px działającą na model. Pomiar
z pomocą wagi jest zatem przykładem pośredniej metody pomiaru, w której poszuRys.8. Zasada pomiaru siły aerodynamicznej
działającej na model obiektu
kiwana wielkość wyznaczana jest z użyciem charakterystyki czy też krzywej
150
wzorcowania przyrządu. Krzywą wzorcowania sporządzamy przykładając do wagi
znaną siłę i mierząc deformację elementu sprężystego wagi w wyniku czego uzyskujemy związek między siłą a wskazaniem przyrządu.
Przykładowa charakterystyka wagi aerodynamicznej przedstawiona została na rys.
12. Deformacje elementu sprężystego wagi są rzecz jasna niewielkie i do ich pomiaru
koniecznym jest zastosowanie specjalnych technik.
Jedną z częściej stosowanych technik pomiaru deformacji jest stosowanie tzw.
czujników tensometrycznych naklejanych z pomocą nierozciągliwych klejów na element sprężysty ( w tym przypadku belkę ) w sposób pokazany na rys. 9.
Jeżeli element sprężysty pozostaje w
stanie nieodkształconym (bez działania
sił) wówczas jego długość wynosi L.
Po obciążeniu elementu sprężystego siłą
P .górne jego włókna wydłużą się
o
∆L
a wraz z nimi przyklejony czuj-
nik tensometryczny. Odkształcenie belki
jest wprost proporcjonalne (w zakresie
obowiązywania prawa Hooka) do wartości działającej nań siły.
Zasadniczym
elementem
czujnika
tensometrycznego (tensometru) jest bardzo cienki drucik (manganin, konstan-
Rys.9. Wydłużenie tensometru na ugiętej
sprężystej belce
tan) o średnicy, 0,02-0,04 mm ułożony
w zygzak i przyklejony do cienkiej dielektrycznej folii.
Wydłużenie pojedyńczego drucika czujnika wynosi
wszystkich drucików
∆l ′
natomiast sumaryczne
∆l = n ⋅ ∆l ′ . Zmiana wymiarów (długości i grubości) drucików
tensometru wystarcza by zmianie
uległ ich opór elektryczny:
przy
∆R
∆l
= k = kε
R
l
czym k jest wielkością
stałą
dla danego tensometru, i zwana jest
jego czułością.
Rys.10. Drucikowy tensometr oporowy
151
Zmiana spadku napięcia prądu stałego w obwodzie jest wprost proporcjonalna do
zmiany wartości oporu elektrycznego i odwrotnie proporcjonalna do natężenia prądu
w tym obwodzie zgodnie z prawem Ohma (tu przedstawionym po przekształceniu)
∆E =
Przy stałym prądzie
I
∆R
I
płynącym w obwodzie elektrycznym, zmiany oporu
wynikłe ze zmiany geometrii opornika powodują zmiany napięcia
∆R
∆E, będące miarą
odkształcenia opornika. Odkształcenie to jest oczywiście proporcjonalne do siły przyłożonej do elementu na który naklejony jest tensometr. Ponieważ naprężenia w sprężystej podporze i związane z tym zmiany oporności są bardzo małe, dlatego tensometr
przyłączany jest do specjalnego przyrządu zwanego mostkiem tensometrycznym, którego zadaniem jest odpowiednie zwiększenie sygnału pomiarowego.
4. Część praktyczna ćwiczenia
4.1. Opis stanowiska pomiarowego:
Rys.11. Schemat stanowiska pomiarowego
152
Stanowisko eksperymentalne służące do pomiaru siły oporu aerodynamicznego
zlokalizowane jest w tunelu aerodynamicznym Laboratorium aerodynamiki środowiska. Stanowisko (rys. 11) składa się z jednoskładnikowej wagi aerodynamicznej
z przetwornikiem tensometrycznym, na której umieszcza się badany model. W skład
oprzyrządowania pomiarowego wchodzą ponadto:
-
sonda Prandtla do pomiaru ciśnień panujących w przestrzeni pomiarowej.
Wykorzystując wskazania sondy jesteśmy w stanie określić i kontrolować
prędkość napływu czynnika na badany model
-
mostek tensometryczny, którego wskazania posłużą do kalibracji wagi
i określenia siły aerodynamicznej działającej na model
-
mikrokomputer do rejestracji danych wzorcowania i pomiarowych i programowego przygotowania wykresów z wynikami badań,
-
drukarka do przedstawienia wyników pomiarów,
-
oprogramowanie do wykonania obliczeń i prezentacji wyników pomiarów.
4.2. Pomiar ciśnień i prędkości z pomocą sondy Prandtla i mikromanometru
Recknagla
Rys.12. Sonda Prandtla do pomiaru prędkości przepływu
153
Pokazana na rys. 12 sonda Prandtla służy do wyznaczania prędkości napływającego powietrza. Do sondy tej podłączony jest różnicowy mikromanometr, który dla
zwiększenia czułości może być pochylony o znany kąt. Prędkość powietrza napływającego na sondę wyliczamy wówczas ze wzoru:
2 ρ mb g i
ρ
U=
gdzie:
ρm – gęstość cieczy manometrycznej,
g – przyśpieszenie ziemskie,
b – wskazania manometru w [m],
i – przełożenie manometru,
ρ - gęstość powietrza.
Dla alkoholu jako cieczy manometrycznej
ρm,
gęstość powietrza
ρ zależy od
temperatury i ciśnienia barometrycznego a przełożenia i można odczytać z odpowiedniej skali mikromanometru.
Krzywa wzorcowania wagi aerodynamicznej
Określenie sił działającej na model za wskazań bezpośrednich jest bardzo trudne i
obarczone znacznymi błędami stąd też przyjmuje się metodę porównawczą z wykorzystaniem wzorcowania (tensometru) wagi. Wagę obciąża się siłami próbnymi pochodzącymi od mas zawieszanych na jedwabnej nici w ziemskim polu grawitacyjnym.
Notowane dla kolejnych mas odpowiedzi układu pomiarowego (woltomierza) pozwalają na wykreślenie charakterystyki wagi w postaci wykresu wiążącego bezpośrednio
∆E
zmianę napięcia na tensometrze
z siłą działającą na wagę.
Wykres ten umożliwia odczytanie wartości siły działającej na model dla znanej
zmiany napięcia na tensometrze. Wyniki wzorcowania dla wagi aerodynamicznej
używanej w trakcie ćwiczenia podano w tabeli 2 i na wykresie 13.
Tabela 2 Wzorcowanie wagi aerodynamicznej
Nr pomiaru
Jednostki
Masa próbna
[g]
Siła
[N]
Napięcie na wyjściu z mostka
[mV]
1
2
3
4
5
154
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16
Rys. 13 Wykres charakterystyki wagi aerodynamicznej
4.3. Obliczenia krzywych względnego oporu aerodynamicznego
Do obliczenia względnego oporu aerodynamicznego wykorzystujemy prostą formułę o postaci:
RWOA =
P − Pod
⋅ 100 %
Pod
lub
WOA =
P
⋅ 100 %
Pod
gdzie:
RWOA
WOA
Pod
P
– różnica względnego oporu aerodynamicznego,
– względny opór aerodynamiczny,
– siła oporu przy konfiguracji odniesienia,
–
bieżące wartości siły oporu aerodynamicznego odczyta-
ne z charakterystyki wzorcowania wagi aerodynamicznej.
Kolejność wykonania czynności pomiarowych:
1. Odczytujemy temperaturę otoczenia i ciśnienie barometryczne i z pomocą odpowiedniego programu wyliczamy gęstość powietrza ρ
2. Na wadze umieszczamy model pojazdu samochodowego i uruchamiamy tunel
3. Z manometru odczytujemy różnicę poziomów cieczy manometrycznej i zapisujemy w stosownej tabeli widocznej na ekranie komputera
4. Dokonujemy odczytu spadku napięcia z mostka tensometrycznego i z krzywej
wzorcowania wagi aerodynamicznej odczytujemy wartość siły oporu i zapisujemy
ją w tabeli widocznej na ekranie komputera,
155
5. Wyłączamy tunel aerodynamiczny (napływ czynnika),
6. Zmieniamy położenie modelu na wadze aerodynamicznej przez jego obrót o 10
stopni,
7. Powtarzamy czynności 1-3 przy czym ustalamy prędkość napływu na poprzednim
poziomie (różnica poziomów cieczy manometrycznej winna być identyczna w stosunku do poprzedniego pomiaru). Pomiarów dokonujemy dla 5-u różnych wartości
kąta napływu czynnika na model,
8. Wykonujemy wydruk tabel pomiarowych i wykresów z wynikami badania.
5. Forma zaliczenia:
Samodzielne wykonanie sprawozdania, w którym studentka/student powinni zamieścić:
-
stronę tytułową,
-
cel ćwiczenia,
-
wstęp teoretyczny zawierający krótki opis stosowanej techniki pomiarowej, szkic
wagi aerodynamicznej oraz schemat stanowiska pomiarowego,
-
metodykę obliczeń wyników pomiarów
-
prezentacja wyników (w tabeli) oraz wykres zależności siły oddziaływania aerodynamicznego od kierunku napływu czynnika na model (prędkości wiatru, i/lub
innych parametrów)
-
wnioski:
w jaki sposób zmienia się siła oporu aerodynamicznego w funkcji:
• zmiany kształtu modelu
• zmiany kierunku napływu strugi na model
• zmiany prędkości napływu medium
Wnioski dodatkowe wynikające z samodzielnej lektury:
-
sposoby zmniejszania oporu aerodynamicznego (gdzie i po co?)
-
sposoby zwiększania oporu aerodynamicznego (gdzie i dlaczego?)
-
porównanie sił oporu aerodynamicznego i hydraulicznego
• przykłady wykorzystania naporu
• przykłady sposobów zmniejszania sił oporu
156
Literatura podstawowa:
1. Troskolański A. T: Hydromechanika, WNT, Warszawa 1967
2. Elsner J.W.: „Turbulencja przepływów”, 1987
3. Elsner J.W., Drobniak J.W.: „Metrologia przepływów turbulentnych”, 1995
4. Praca zbiorowa pod. red. S. Drobniaka: „Laboratorium mechaniki płynów”, 1989
5. Tłum. z niemieckiego K. Wituszyński: Aerodynamika samochodu. Od mechaniki
przepływu do budowy pojazdu WKiŁ Warszawa 1988
Literatura uzupełniająca:
6. Praca zbiorowa: Poradnik inżyniera Mechanika WNT Warszawa 1968
157