Upload
duongminh
View
221
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
Tunel aerodynamiczny o obiegu Tunel aerodynamiczny o obiegu otwartym z komorotwartym z komorąą EiffelaEiffela
Badania modeloweBadania modelowe
Cele poznawcze:- pozyskanie informacji na temat procesów zachodzących w przepływach
Cele utylitarne:- szybsze, tańsze i bezpieczniejsze przeprowadzenie badań bez wykonywania prototypów - weryfikacja nowych rozwiązań konstrukcyjnych- weryfikacja metod obliczeniowych
NarzNarzęędzia badawczedzia badawcze
Podstawowymi narzędziami aerodynamikidoświadczalnej są tunele aerodynamiczne:
- poddźwiękowe- transoniczne- naddźwiękowe- hiperdźwiękowe
wyposażone w specjalistyczne układy pomiaroweIstnieje wiele układów konstrukcyjnych tuneli zależnych od przeznaczenia tunelu
- tunele o obiegu zamkniętym- tunele o obiegu otwartym
Kryteria podobieKryteria podobieńństwastwa
….Czyli przenoszenie wyników badań modelowychna obiekt naturalny
Podobieństwo geometryczne:``
α
Vm
Lm
α
Vs
Ls
obiekt rzeczywisty model
?
Kryteria podobieKryteria podobieńństwastwa
Kryteria dynamiczne np.- Liczba Reynoldsa
- Liczba Macha
- Szybkobieżnośćlub posuw
Inne: np. sztywnościowe, geometria mas etc.
λ=prędkość wierzchołka łopaty prędkość wiatru
Re= siły bezwładności tarcia wewnętrznego
Ma= siły bezwładności siły ciśnieniowe
2
Schemat dziaSchemat działłania tunelu ania tunelu aerodynamicznegoaerodynamicznego
dyfuzor wentylator dyfuzor
konfuzor
siatki deturbulizujące
prostownicastrug
V=0 m/s
V=5 m/s
27 m/s 14 m/s
p=var
przestrzeńpomiarowa
waga
V=45 m/s
ciśnienieatmosferyczne
ciśnienieatmosferyczne
Badania w tuneluBadania w tunelu
Badania modelowe globalnych charakterystyk aerodynamicznych śmigiełlotniczych i śmigieł sterujących śmigłowców (ciąg i moment obrotowy Badania modelowe charakterystyk
energetycznych i aerodynamicznych wirników turbin
wiatrowych (krzywa mocy CP vs. λ)Wzorcowanie anemometrów wiatraczkowych i czaszowych
Źródło: FH-Bohum
Badania z zastosowaniem tuneluBadania z zastosowaniem tunelu
• Wyznaczanie rozkładu aerodynamicznego obciążenia wirnika (śmigła, turbiny wiatrowej)
• Diagnostyka przepływowa pracy wirnika
• Bilanse energetyczne przepływów śmigłowych
Promieniowe obciążenie śmigła. Pomiary własne
Badania w tuneluBadania w tunelu
Wyznaczanie metodami ciśnieniowymi charakterystyk profili dla łopat turbin
i płatów nośnych samolotów
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.01.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
NLF(1)-0416
=1,50 [st.]
=0,65 [st.]
x/c
eksperyment =1,50 [st.]
α
α
α
CpΔ
Rozkład ciśnienia na profilu wiatrakowymNLF(1)-0416
Badania w tuneluBadania w tunelu
Badania miniaturowych aparatów bezpilotowych μRPV w skali naturalnejBadania modelowe samolotów
Badania w tuneluBadania w tunelu
Badania wizualizacyjne przepływówWizualizacja opływu półmodelu płata delta
Badania w tuneluBadania w tuneluBadania modelowe elementów konstrukcji budowlanych jak np:
klapy oddymiające
nasady kominowe
Techniki pomiaroweTechniki pomiarowe
• Sondy piętrzące o szybkiej odpowiedzi, do pomiarów szybkozmiennego ciśnienia całkowitego
• Termoanemometria: pomiar chwilowych wartości prędkości i turbulencji przepływu
Techniki pomiaroweTechniki pomiarowePomiary wagowe sił aerodynamicznych
Sześcioskładowa aerodynamiczna waga wewnętrzna
UkUkłład konstrukcyjny tuneluad konstrukcyjny tunelu
Otwarta lub zamknięta przestrzeń pomiarowa
Przestrzeń zamknięta:Ograniczenia ze względu na
interferencję ze ściankami tuneluPoziomy gradient ciśnienia dp/dxTrudny dostęp do przestrzeni
pomiarowejBrak (?) pulsacji ciśnieniaMniejsze niż przy otwartej p.p.
opory przepływu
spadek ciśnienia
wiry wierzchołkowe
UkUkłład konstrukcyjny tuneluad konstrukcyjny tunelu
Przestrzeń otwartaSwobodny dostęp do strumieniaObszar bez poziomego gradientu ciśnienia dp/dx=0Możliwość zastosowania większychmodeli śmigieł/wirników (do 70% rdzenia)Większe opory niż w przypadkuprzestrzeni zamkniętejZagrożenie pulsacjami prędkościCzęstotliwość Helmholtza strugiCzęstotliwość rezonansowa pomieszczenia
UkUkłład konstrukcyjny tuneluad konstrukcyjny tunelu
waga
komora Eiffla dyfuzor wentylator dyfuzor
kolektorpierścieniowy
konfuzor
siatki deturbulizujące
prostownicastrug
szewrony
V=5 m/s
V=45 m/s27 m/s 14 m/s
p=const
Opis tuneluOpis tunelu
Tunel o obiegu otwartym ze strugą swobodnąw komorze Eiffela z pasywnym tłumieniempulsacji ciśnienia
Dane techniczne:Średnica przestrzeni pomiarowej: 1000 mmDługość przestrzeni pomiarowej: 1700 mmKomora Eiffela: 3000x3000x3000 mmKontrakcja konfuzora: 1:9Prędkość maksymalna: ok. 40 m/sMaks. średnica modeli wirników: 630 mm Maks. Średnica brył osiowo-symetrycznych: 250 mm
Gustave-AlexandreEiffel
Opis tuneluOpis tunelu
Napęd tunelu: silnik prądu stałego 90 kWKonstrukcja tunelu mieszana: stal, kompozyt szklano-epoksydowy, sklejka
Schemat tuneluSchemat tunelu
4450
2500
1500 3000 3000 2200 1000 1200 1300
ok. 14000
1800
2500
ekran akustycznyz poliwęglanu komórkowego na ramie stalowej
ok. 1300
deflektorstrug
300
5000
1500
konfuzor komora Eiffel'a kolektorukładwlotowy
dyfuzor 1dyfuzor 2
wibroizolacja
wentylatorosiowy
krata zapobiegającapowstawaniu wiruwlotowego
struga swobodna
elastycznauszczelka
φ1000
–– Badania aerodynamiki Badania aerodynamiki śśmigiemigiełł lotniczych, lotniczych, łłopat wirnikopat wirnikóów w elektrowni wiatrowychelektrowni wiatrowych
–– Badanie przepBadanie przepłływywóów w –– Badania miniaturowych aparatBadania miniaturowych aparatóów bezpilotowych w bezpilotowych μμRPV w RPV w
skali naturalnejskali naturalnej–– Badania modelowe samolotBadania modelowe samolotóóww–– Badanie, projektowanie i sterowanie nasadek kominowychBadanie, projektowanie i sterowanie nasadek kominowych–– Projektowanie i badanie elementProjektowanie i badanie elementóów i ukw i ukłładadóów w
pneumatycznych pneumatycznych –– Projektowanie i badanie maszyn przepProjektowanie i badanie maszyn przepłływowych ywowych –– Projektowanie urzProjektowanie urząądzedzeńń odpylajodpylająącychcych–– Obliczanie hydrodynamiczne mikroObliczanie hydrodynamiczne mikro-- i i nanoprzepnanoprzepłływywóóww–– Projektowanie i budowa tensometrycznych przetwornikProjektowanie i budowa tensometrycznych przetwornikóów w
wielkowielkośści mechanicznychci mechanicznych–– Projektowanie tProjektowanie tłłumikumikóów haw hałłasu w ukasu w ukłładach wentylacyjnychadach wentylacyjnych
Oferta badawcza ZakOferta badawcza Zakłładuadu