Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Направление: 160700.65 Двигатели летательных аппаратов

Специальность: 160700 Проектирование авиационных и ракетных

двигателей

Специализация: 16070001 Проектирование авиационных двигателей

и энергетических установок

Кафедра: Авиационные двигатели

Лабораторная работа №1 «Исследование течений на срезе из конического сопла»

Выполнил: студент гр. АД-12 ____________ Леванова М.Д.

__________ Магасумова Г.Н.

____________ Ужегов В.Ю.

Принял: ____________ Матюнин В.П.

П ермь, 2015

Цель:

Ознакомиться с теоретическими основами, методом и средствами измерения скоростей косвенным способом. Приобрести навыки подготовки и проведения эксперимента, первичной и вторичной обработки результатов измерений.

Задачи:

1. Ознакомиться с лабораторной аэродинамической трубой НТБ 16.

2. Экспериментально замерить стационарное и полное давление.

3. Определить значение давления и скорости и построить поле скоростей.

Приборы и принадлежности:

аэродинамическая труба НТБ 16, трубка Пито, жидкостный манометр.

Объект исследования:

Объектом исследования является поле скоростей. При описании движения достаточно принять во внимание текучесть − способность изменять свою форму при малейшем внешнем воздействии. Свойства жидкостей и газов существенно различаются, однако описание движения жидкостей и газов сходно, поэтому в данном разделе, говоря об описании движения, будем иметь в виду, что описание движения газов проводится аналогично.

Если нас интересует движение газа целиком, а не конкретно какой-либо молекулы, мы можем говорить о скорости газа в данной точке, в данный момент времени. Иными словами, будем следить не за отдельной частицей (ее скоростью, траекторией и другими характеристиками), а за скоростью газа в данной пространственной точке, не обращая внимания, что в другой момент времени в рассматриваемой точке будет находиться другая частица. Таким образом, основной характеристикой движения будем считать пространственное распределение скоростей газа, которое задается векторной функцией V(t, х, у, z) − функцией, задающей вектор скорости жидкости в любой точке, в любой момент времени. Конечно, математически такая конструкция очень сложна: вспомните, обычная функция f(x) каждому числу (аргументу х) ставит в соответствие другое число (значение функции). В нашем же случае четырем числам (трем координатам и времени) ставится в соответствие три числа (компоненты вектора). 

Объект для реализации измерения:

Измерения осуществляются с помощью лабораторной установки, схема которой приведена на Рис.1.

Аэродинамические трубы являются одним из основных общих методов экспериментального изучения взаимодействия жидкости или газа с разнообразными воздушными, водными и наземными искусственными или естественными объектами.

Аэродинамические трубы служат для создания искусственного потока воздуха или другого газа с постоянными параметрами (давлениями, скоростями и температурами) в определенной области - в рабочей части трубы,где устанавливается объект для изучения.

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

Рассмотрим устройство аэродинамической трубы НТБ 16, входящей в учебную лабораторную установку. Эта труба относится к трубам малых дозвуковых скоростей открытого типа с закрытой рабочей частью.

Аэродинамическая труба состоит из следующих частей (См. Рис.1). Формирование потока начинается при всасывании воздуха через воздухозаборник вентилятором электродвигателя. Перед входом в вентилятор располагается защитная сетка, которая служит для детурбулизации потока на входе. Далее, создаваемый лопатками вентилятора пульсирующий непрерывный поток движется по рабочей части трубы, которая предназначена для выравнивания и успокоения потока. Перед входом в сопло расположена выравнивающая сетка (хонейкомб), которая 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. Сопло служит для разгона воздушного потока, подходящего со стороны рабочей части трубы.

Схема установки:

Рис.1 Схема установки. 1- воздухозаборник; 2-защитная сетка; 3- электродвигатель;

4- вентилятор; 5-турбулизатор; 6- выравнивающая решетка (хонейкомб); 7- сопло;

8 – трубка Пито; 9 – жидкостный манометр.