Отчеты -и- РГР / Расчётно-графические работы / Часть4 Расчет гидродинам.коэф.сопротивления (ошибки, косяки в единицах измерения)
.docЗадание №4
Графическим измерением с осциллограммы определяем:
ХТ = 10,9 мм; YV = 55,1 мм; YB1 = 1,03 мм; YB2 = 29,12 мм; YH1 = 0,28 мм; YH2 = 33,82 мм, соответствующие моментам времени t1 и t2. Далее рассчитываются:
- период волны = XT / КT = 10,9 / 10 = 1,09 с;
- высота волны h = yV·кV = 55,1·0,0013 =0,07163 м.
В момент времени t1 (на вершине волны) будет присутствовать только скоростная составляющая волновой нагрузки, поскольку ускорения частиц жидкости в этот момент равны нулю. Следовательно:
- амплитудное значение скоростной составляющей волновой нагрузки в верхнем датчике
qcb = yb1·kb = 1,03·0,00945 = 0,00973 H;
- амплитудное значение скоростной составляющей волновой нагрузки в нижнем датчике
qch = yh1·КH = 0,28·0,0042 = 0,00118 H
В момент времени t2 (на склоне волны) будет присутствовать только инерционная составляющая волновой нагрузки, поскольку скорости частиц жидкости в этот момент равны нулю. Следовательно:
- амплитудное значение инерционной составляющей волновой нагрузки в верхнем датчике
qив = YB2·KB = 29,12·0,00945 = 0,27518 Н;
- амплитудное значение инерционной составляющей волновой нагрузки в нижнем датчике
qин = YН2·KН = 33,82·0,0042 = 0,14204 Н;
Определим отношения величин нагрузок в верхнем и нижнем датчиках:
qcb / qcн = 0,00973 / 0,00118 =8,25; qив / qин = 0,27518 / 0,14204 =1,94.
Предварительно определим следующие параметры волнового движения:
- круговая частота волны = 2 / =23,14/1,09 =5,76 с-1;
- волновое число k = ² / g = 5,76²/9,81 =3,38 м-1;
- длина волны = 2 / k =2·3,14/3,38 = 1,86 м;
- амплитудное значение скорости горизонтального орбитального движения частиц жидкости на уровне верхнего датчика
м/с
- амплитудное значение скорости горизонтального орбитального движения частиц жидкости на уровне нижнего датчика
м/с
- амплитудное значение ускорения горизонтального орбитального движения частиц жидкости на уровне верхнего датчика
м/с2;
- амплитудное значение ускорения горизонтального орбитального движения частиц жидкости на уровне нижнего датчика
м/с2.
Определяем гидродинамические коэффициенты сопротивления:
- скоростной составляющей волновой нагрузки для верхнего датчика
- скоростной составляющей волновой нагрузки для нижнего датчика
- инерционной нагрузки для верхнего датчика
- инерционной нагрузки для нижнего датчика
Для сопоставления полученных результатов с литературными данными, определим значения числа Кьюлегена - Карпентера Nкс:
- для верхнего датчика Nксв = Vв·/D = 0,124·1,09/0,076 = 1,78;
- для нижнего датчика Nксн = Vн·/D = 0,059·1,09/0,076 = 0,846;
Рис.4. Зависимость коэффициентов Сс и Си от числа Кьюлегена-Карпентера
Используя величины Nксв и Nксн, по графику на рис. 4 находим "литературные" значения коэффициентов волновых нагрузок:
Ссвл = 0.45; Сснл = 0.25; Сивл = 2.3; Синл = 2.4;
Составим соотношения:
; ; ;