1.2. Розрахунок числа Рейнольдcа

Число Рейнольдса є величина, яка пропорційна відношенню сил інерції до сил тертя. Відношення чисел для двох потоків, обмежених геометрично подібними поверхнями, показує, у скільки разів відношення сил інерції до сил тертя в одному потоці більше або менше відношення тих же сил в схожих точках іншого потоку. Якщо в двох потоках має місце подібність сил тертя і інерції, то числа для цих потоків рівні між собою [2].

Число Рейнольдса розраховується по формулі

,

де С − швидкість основного потоку, м/с;

L − характерний розмір, м, (наприклад: для циліндра − діаметр, для лопатки турбомашини або крила літака − хорда, для корпусу ракети − його довжина);

− кінематичний коефіцієнт в’язкості, м²/с.

Кінематичний коефіцієнт в’язкості дорівнює відношенню динамічного коефіцієнта в’язкості до густини робочого тіла.

,

де − густина робочого тіла, кг/м³;

− динамічний коефіцієнт в'язкості, Н·с/м².

Густину робочого тіла можна знайти із рівняння стану досконалого газу:

,

де манометричний тиск на відстані від вихідного перетину сопла, на якій встановлено об’єкт дослідження. Для цього лабораторного стенду ,

В – барометричний тиск, Па.

R – універсальна газова постійна 287,1, Дж/кг ºК

Т – абсолютна температура повітря, ºК.

Динамічний коефіцієнт в'язкості можна знайти за допомогою емпіричної формули Кузнєцова:

,

де t − температура повітря, ºС.

1.3. Опис установки і схеми вимірювання

Схема лабораторної установки показана на рис. 1.5.

Рисунок 1.5

Повітря від нагнітача по трубопроводу 1 подається в бак−ресівер 2, в якому для вирівнювання потоку встановлюється дросельна сітка 3. Повітря після установки за допомогою збірної камери виходить в атмосферу. Для регулювання подачі потоку в установку, використовується засувка 4. Для тоншого регулювання подачі повітря використовується засувка 5. У вихідній частині установки 6 знаходиться вимірювальна система − координатник 7 і зонд циліндричної форми 8. На вхідному трубопроводі розміщене мірне сопло 9. Тиск гальмування Р* в розширювальному баку і тиск Р_і на поверхні циліндра фіксується на манометричному щиті 10. Температура повітря вимірюється термометром 11.

1.4. Методика проведення лабораторної роботи на експериментальній установці

1. Встановити циліндр 8 у координатний пристрій 7 та підключити до U - образного манометра;

2. повністю відкрити засувку 5 (рис.1.3 вихід повітря в атмосферу);

3. відкриваючи засувку 4 (при необхідності прикриваючи засувку 5), встановити тиск Р^* в ресивері;

4. заміряти температуру t термометром 11;

5. провести вимірювання тиску на поверхні циліндра, обертаючи його поступово на кут 180° з шагом 5°;

6. заміряти барометричний тиск В (можна використати барометр на другому поверсі кафедри турбінобудування);

7. значення параметрів занести в таблицю 1.1;

8. розрахувати коефіцієнт тиску = ;

9. визначити число Рейнольда;

10. побудувати залежність ;

11. повторити п.п. 3 − 10 для шістьох значень тиску Р^*, вказаних викладачем.

Таблиця 1.1

; ;
, град		Рi ,
0
5
10
15
···	...	···	···
170
175
180