Правила і порядок виконання віртуальної роботи. Віртуальна лабораторна робота для визначення аеродинамічних характеристик профілю крила рис

Віртуальна лабораторна робота для визначення аеродинамічних характеристик профілю крила рис. 2.11 містить зображення аеродинамічної труби дозвукових швидкостей, яка формує повітряний потік і приймальної труби для утилізації повітряного потоку. Включати віртуальну установку не потрібно, передбачається, що при завантаженні ролика з лабораторною роботою труба вже функціонує.

Рис. 2.11. Початковий стан лабораторної установки

У робочому зазорі труби встановлено крило з рядом дренуючих отворів за профілем. Кожен отвір герметично сполучений спеціальною трубкою зі своїм вимірювальним манометром (п'єзометром, наповненим водою). Всі манометри об'єднані в батарею. Крім того, до батарейного манометра підключена трубка Пито — Прандтля. Трубка встановлена безпосередньо перед крилом в не обуреній частині потоку.

Кут атаки крила можна змінювати в межах від -14 до +14° з кроком 1°. Він встановлюється клавішами клавіатури із стрілками «вліво» і «вправо». При цьому змінюватимуться показання всіх 15-ти п'єзометрів, підключених до відповідних дренажних отворів крила.

Натисненням лівої кнопки миші при наведенні курсору на крило можна візуалізувати розріз профілю крила (рис. 2.12) для спостереження взаємного розташування дренажних отворів з відвідними повітря трубками. Якщо при цьому відпустити ліву кнопку, буде виведена панель для вимірювання геометричних параметрів профілю крила.

Геометричні вимірювання проводяться спеціальними цифровими вимірювальними лінійками по осі «X» і «Y». Лінійки переміщаються за допомогою миші — досить помістити курсор в область червоного сектора (кола) і, натискаючи ліву кнопку, рухати мишу в потрібну сторону.

Клацання в області батарейного манометра викличе панель для вимірювання рівнів рідини у відповідних п'єзометрах, див. мал. 2.75. Вимірювання проводяться цифровою вимірювальною лінією по осі «Y». Лінія переміщається в будь-яку сторону в межах вимірювальної області. Переміщення проводиться за допомогою миші — досить помістити курсор в область червоного сектора (кола) і, натискаючи ліву кнопку, рухати мишу в потрібну сторону.

Для підвищення точності наведення цифрових вимірювальних лінійок можна збільшити зображення екрану , для цього досить викликати правою кнопкою випадне меню і вибрати пункт «Zoom In». При цьому зображення курсора прийме форму руки, за допомогою якої можна переміщати екранне зображення, для чого слід натискати ліву кнопку миші і переміщати мишу в потрібному напрямі. Повернутися в звичайний режим перегляду можна буде через пункт «Show All» випадного меню.

Рис. 2.12. Розріз профілю крила

У нижній частині вимірювальних панелей розміщені додаткові контрольні таблиці, що безпосередньо відображають вимірювані величини в цифровому вигляді, що поза безсумнівно полегшить процес вимірювання і допоможе переконатися в достовірності вимірюваних величин.

Вимірювання проводяться для тих значень кутів атаки крила, які задає викладач. Виміряні величини занесіть в таблицю 2.14 і приступайте до розрахунків.

Лабораторна робота № 2.3

Тема: «Випробування відцентрового вентилятора»

Мета роботи: придбання навичок експериментального визначення характеристик вентилятора.

Теоретична частина

Вентилятор — відцентрова машина, призначена для переміщення газів. Відцентрові вентилятори умовно діляться на вентилятори низького тиску (р<103Па), середнього тиску (р=10³...(3·10³) Па) і високого тиску (р=(3·10³)...10⁴Па).

У спіралеподібному корпусі 2 вентилятори, рис. 2.13, обертається робоче колесо (барабан) 1 з великим числом лопаток. Відношення ширини лопатки до її довжини залежить від тиску, що розвивається, і є найменшим для вентиляторів високого тиску. Газ надходить по осі вентилятора через патрубок 3 і віддаляється з корпусу через нагнітальний патрубок 4. Форму і розміри корпусу вентилятора, робочого колеса, лопаток і патрубків вибирають такими, щоб гідравлічні втрати були найменшими.

Робочі колеса вентиляторів низького тиску мають лопатки, заломлені назад. У деяких типів вентиляторів високого тиску лопатки заломлені вперед для створення великого напору.

Рис. 2.13. Відцентровий вентилятор

Характеристики вентилятора служать для дослідження їх роботи в різних умовах і для підбору вентиляторів при проектуванні вентиляційних установок.

Робочий режим встановлюється по точці перетину характеристики вентилятора з характеристикою мережі. Поєднання характеристики мережі і вентилятора дає робочу точку; вона відповідає найбільшій продуктивності вентилятора при його роботі на дану мережу.

Робочими характеристиками вентилятора називаються функціональні залежності: H=f₁(Q), N=f₂(Q), η=f₃(Q), отримані при постійному числі обертів робочого колеса.

Об'ємна подача вентилятора Q, м³/с, визначається об'ємом повітря, вентилятора, що подається, в нагнітальний патрубок в одиницю часу.

Напір Н, м, характеризує питому енергію, яка повідомляється вентилятором одиниці ваги переміщуваного повітря.

Корисна потужність N, Вт, що витрачається вентилятором на повідомлення повітря енергії тиску, рівна:

N= r_вgQН¹ = QDp (2.39)

де

r_в — щільність повітря, що подається, кг/м³;

g— прискорення вільного падіння, g= 9,81 м/с²;

Q — об'ємна подача вентилятора, м³/с;

Н¹ — повний напір в метрах стовпа перекачуваного повітря;

Dр — повний тиск, що створюється вентилятором, Па, рівний різниці повного тиску на нагнітаючій і всмоктуючій сторонах повітряного тракту.

Потужність N_B, Вт, приводу вентилятора:

N_B=N/η (2.40)

де

η — ККД вентилятора, рівний 0,5...0,95, залежно від типу і об'ємної подачі вентилятора.

Опис установки

Установка (рис. 2.14) складається з відцентрового вентилятора 1, змонтованого на одному валу з електродвигуном 2. До вентилятора приєднані труби: всмоктуюча 11 і нагнітальна 3 однакові діаметри (d= 0,15 м). У вихідному отворі нагнітальної труби можна встановлювати діафрагми різного перетину, що дозволяють змінювати площу вихідного отвору і, отже, змінювати опір нагнітального трубопроводу.

При випробуванні трубопроводу заміряють об'ємну подачу, напір, що розвивається, і споживану потужність. Об'ємну подачу і напір заміряють за допомогою швидкісної пневмометричної трубки Пито — Прандтля, рис. 2.15, потужність — електролічильником.

Рис. 2.14. Схема лабораторної установки:

1 — відцентровий вентилятор; 2— електродвигуна; 3— нагнітальний трубопровід; 4 — трубка повного напору в нагнітальному трубопроводі; 5—діафрагма; 6— щит управління; 7— пускова кнопка; 8 — дифманометр повного напору; 9— лічильника електроенергії; 10 — дифманометр швидкісного натиску_; 11 — всмоктуючий трубопровід; 12 — грати, що випрямляють потік повітря; 13 — трубка статичного натиску_ у всмоктуючому трубопроводі; 14 — трубка повного напору у всмоктуючому трубопроводі

Рис. 2.15. Схема швидкісної (пневмометричної) трубки