Методическое пособие предназначено для подготовки и выполнения лабораторных работ по дисциплине "Аэромеханика" - umotnas.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Дипломных работ по специальности «юриспруденция» 8 1059.83kb.
Оценивание состояния сложных систем на основе иммунокомпьютинга 6 646.48kb.
Методическое пособие предназначено для студентов специальности "Психология" 3 1007.82kb.
Учебно-методическое пособие Н. Новгород 2011 ббк 74. 5 В 12 2 591.49kb.
Учебно-методическое пособие для студентов исторического факультета... 2 485.1kb.
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Теория конечных графов... 8 900.24kb.
Учебное пособие Специальность 050301 «Русский язык и литература» 1 414.29kb.
Учебно-методическое пособие по дисциплине «Математика» предназначено... 1 194.6kb.
Учебно-методическое пособие по специальности 1-08 01 01 «Профессиональное... 4 1608.91kb.
Стационарное уравнение шредингера описание поведения электрона в... 1 105.54kb.
Учебно-методическое пособие Ижевск 2012 резьбовые соединения учебно-методическое... 1 403.92kb.
Программа выпуска нестандартного поверочного и контрольно-испытательного... 1 13.6kb.
Викторина для любознательных: «Занимательная биология» 1 9.92kb.

Методическое пособие предназначено для подготовки и выполнения лабораторных работ - страница №1/5




ВВЕДЕНИЕ

Данное методическое пособие предназначено для подготовки и выполнения лабораторных работ по дисциплине "Аэромеханика". Содержание методических указаний сгруппировано в четырех разделах.

В первом разделе "ЦЕЛЬ РАБОТЫ" определяются цели работы и формулируются конкретные умения, которыми должны обладать студенты в результате выполнения лабораторной работы.

Во втором разделе "ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ" приводится теоретический материал, на котором базируется выполнение работы, приводятся описания и принцип действия необходимого приборного оборудования, выводятся формулы, удобные при обработке экспериментальных данных (рабочие формулы), приводится схема и описание экспериментальной установки.

В третьем разделе "ВЫПОЛНЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА И ПОЛУЧЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ" приводятся указания по конкретному выполнению эксперимента, его обработке, получению и анализу требуемых результатов, приводятся требования к оформлению и заполнению отчета.

Отчет выполняется в любой тетради, но графики должны строиться только на бумаге в клетку или миллиметровке. Отчет по каждой лабораторной работе начинается с титульного листа, образец которого приведен на рис. 1.1.

В четвертом разделе приводятся "КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ", по которым осуществляется допуск к лабораторной работе и ее защита.

В разделе "ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ" приводится список литературы, по которому студенты могут углубить свои знания.



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА


1.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целью работы является практическое измерение величины скорости воздушного потока в аэродинамической трубе и оценка точности измерения. В результате выполнения лабораторной работы студенты на основе знаний теоретического материала, устройства лабораторных приборов и оборудования должны:

уметь определять скоростной напор;

уметь определять статические газодинамические переменные воздушного потока;

уметь определять полное давление;



уметь определять скорость воздушного потока.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

Кафедра аэродинамики, конструкции

и прочности летательных аппаратов

Отчет защищен

Преподаватель

________________

(должность, ФИО)

________________

(подпись, дата)

ОТЧЕТ

о лабораторной работе

Измерение скорости воздушного потока

по дисциплине

«Аэромеханика»

Работу выполнил студент

_______________________

(ФИО)




_______________________

(подпись, дата)

_______________________

(шифр)




Москва - 2006


Рис. 1.1. Образец оформления титульного листа отчета

1.2. ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

1.2.1. Устройство аэродинамической трубы

Экспериментальная аэродинамика - раздел аэромеханики, изучающий движение воздуха и его взаимодействие с расположенными в нем телами путем опытов, т.е. материальными методами.

Для исследования такого взаимодействия обычно применяют два метода:

движение тела в неподвижной среде (летный эксперимент, аэродинамическая тележка, свободное падение, ротативная машина),

движение воздушной среды относительно неподвижного тела, которое является основным в аэродинамической лаборатории.

Установки для создания равномерного, прямолинейного, установившегося потока воздуха или газа с заданной скоростью с целью исследования обтекания тел (моделей) называются аэродинамическими трубами.

Аэродинамические трубы в основном характеризуются размерами рабочей части и максимальной скоростью потока в рабочей части.

Рассмотрим устройство аэродинамической трубы УТ-1, входящей в УЛАК-1 (учебный лабораторный комплекс -1). Эта труба относится к трубам малых дозвуковых скоростей замкнутого типа с открытой рабочей частью непрерывного действия.

Основные характеристики трубы:

скорость потока в рабочей части, м/c

рабочая часть

длина рабочей части, мм

выходное сечение, мм

длина модели, мм

мидель модели, мм2

мощность привода вентилятора, кВт

число оборотов вентилятора, об/мин

2-60

открытая

1000

600400

до 400

до1800

45

до 1300

Аэродинамическая труба состоит из следующих частей (рис. 1.2). Формирование потока воздуха начинается в форкамере 1, которая представляет собой прямолинейный участок трубы, и предназначена для выравнивания и успокоения потока.

В начале форкамеры расположен хонейкомб 2 , который представляет собой ячеистую конструкцию, состоящую из квадратных ячеек с тонкими стенками. Хонейкомб выравнивает поток по направлению, разбивая крупные вихри, а также уменьшает неравномерность распределения продольных скоростей.

За хонейкомбом установлена детурбулизирующая сетка 3, уменьшающая турбулентность потока в рабочей части трубы и неравномерность поля скоростей. Выравнивающее действие сеток основано на большем торможении больших по величине скоростей, так как потери давления на сетке пропорциональны квадрату скорости. Вторая сетка, установленная после рабочей части, служит для детурбулизации потока на входе в вентилятор.

Сопло 4 предназначено для разгона воздушного потока, подходящего состороны форкамеры, до расчетной скорости в рабочей части трубы 5 и для


Рис. 1.2. Схема замкнутой аэродинамической трубы с открытой

рабочей частью:

1-форкамера; 2-хонейкомб; 3-детурбулизирующие сетки; 4-сопло;

5-рабочая часть; 6-двухконтурный диффузор; 7-поворотные колена;

8-повортные лопатки; 9-диаметральный вентилятор; 10-обратный канал

улучшения качества потока за счет поджатия. При поджатии скорость потока увеличивается обратно пропорционально отношению площадей сечений (следствие уравнения неразрывности). Поджатие сопла трубы УТ-1 равно 6. Все дозвуковые трубы имеют контур переменного сечения с минимальной площадью в рабочей части. Делается это по двум причинам. Во-первых, при поджатии сечения уменьшаются неравномерность поля скоростей и степень турбулентности потока, причем неравномерность поля скоростей уменьшается пропорционально квадрату отношения площадей сечений в широкой и узкой части. Для того чтобы непосредственно перед рабочей частью осуществить поджатие потока и тем самым улучшить его характеристику, необходимо после рабочей части произвести расширение потока. Во-вторых, известно, что потери полного давления по тракту пропорциональны квадрату скорости. При расширении потока за рабочей частью его скорость падает, следовательно, снижаются гидравлические потери и уменьшается потребная мощность привода и затраты энергии.

После прохождения рабочей части воздушный поток расширяется в двухконтурном диффузоре 6. Он представляет собой расширяющий канал, обеспечивающий торможение потока с наименьшими потерями и, тем самым, эффективное превращение кинетической энергии в энергию давления. В начале диффузора расположена прямоугольная профилированная поверхность, образующая второй контур, и предназначенная для отсечения и разгона струйного пограничного слоя и уменьшения градиента статического давления по длине рабочей части трубы.

В каждом из трех поворотных колен 7 установлены поворотные лопатки 8, которые служат для улучшения равномерности потока после поворотных колен и снижения гидравлических потерь. При отсутствии поворотных лопаток поток при повороте получал бы большие завихрения и был бы слишком неравномерным и турбулизированным.

Воздух в трубе приводится в движение вентилятором 9 диаметрального типа. В установившемся режиме работы трубы энергия, сообщаемая вентилятором потоку, расходуется на преодоление сопротивления воздуха при его движении по тракту трубы.

Применение диаметрального вентилятора вместо осевого позволило сократить длину трубы и исключить закручивание потока в тракте.

Обводной канал 10 служит для возврата воздушного потока и повышения его давления.




1.2.2. Проблемы определения скорости воздушного потока




При аэродинамическом способе полета летательный аппарат (ЛА) поддерживается в атмосфере за счет динамического взаимодействия с воздухом, обтекающим его поверхность.

Динамическое (или механическое, или силовое) взаимодействие при обтекании ЛА определяется распределенным воздействием на его поверхность нормальных и касательных напряжений от воздушной среды.

Под обтеканием понимается относительное движение воздуха и ЛА, то есть воздух должен двигаться относительно ЛА или наоборот, ЛА должен двигаться в неподвижном воздухе.

В теоретической и экспериментальной аэродинамике в основном используют обращенное движение, при котором неподвижный ЛА обтекается воздухом, называемым набегающим воздушным потоком или просто потоком.

Под потоком понимается воздух, частицы которого движутся преимущественно в одном направлении.

Например, воздушный поток в рабочей части аэродинамической трубы.

Значения действующих на поверхности ЛА нормальных и касательных напряжений зависят от скорости потока и в сумме создают аэродинамические силы и моменты. Очевидно, что полет ЛА возможен только при достижении определенной скорости воздушного потока (или воздушной скорости), которую необходимо измерять на борту ЛА для контроля полета.

В аэродинамическом эксперименте знание скорости необходимо для получения аэродинамических коэффициентов и критериев подобия для переноса результатов с модели на натурный объект.

Все вышесказанное подчеркивает важность знания скорости как в реальном полете, так и в аэродинамическом эксперименте.

Согласно теоретической механике скорость является кинематической характеристикой движения. Например, при равномерном поступательном движении твердого тела скорость характеризует расстояние, проходимое телом за единицу времени и определяется отношением пути ко времени. Не существует прибора непосредственно измеряющего скорость движения тел. Скорость получается расчетным путем или вручную, или автоматически с помощью прибора. Например, в автомобиле для этой цели служит спидометр.

следующая страница >>