ÁRAMLÁSTAN TANSZÉK

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Áramlástan mérés beszámoló előadás

M3.

ZÁRT CSATORNÁBAN ELHELYEZETT HENGERRE HATÓ ERŐ MÉRÉSE

A mérést végezték: Mérésvezető oktató: Istók Balázs 2010. 05. 05.

Áramlástan laborgyakorlat mérési jegyzőkönyv beszámoló

A mérés rövid ismertetése

A mérés célja:

A mérés célja a 20 mm átmérőjű hengerre ható erőknek a mérése és kiértékelése a faltól való távolság függvényében.

A mérési feladat ismertetése

Kisebb méretű szélcsatornát használtunk a feladat elvégzéséhez. A radiális ventilátor szolgáltatja a szükséges légáramlatot, amely szabályozható az előtte elhelyezett fojtással. A ventilátor után elhelyezett áramlásrendezőnek köszönhetően az áramvonalak rendezettek. A kocsi oldalán mérhető a referencia nyomáskülönbség, ebből számolható a kiáramlási sebesség, amelyhez szükséges a kalibrációs összefüggés is. A kocsi tetején található a 150x150 keresztmetszetű mérőcsatorna. A csatorna első részének közepén, mind a 4 oldalon található egy egy kivezetés, amely segítségével mérhető a statikus nyomás a henger előtt. A henger által okozott nyomásváltozást a hengeren elhelyezett apró furattal mértük. . A két érték közötti különbség adja meg a szükséges ∆p nyomáskülönbséget.

Laborgyakorlat jegyzőkönyv beszámoló 2.

A mérőberendezés ismertetése

A mérés során mérni kell a ∆p értékének változását, konstans sebesség mellett, a falhoz való közelség függvényében. A hengert 15˚ fokonként el kell forgatni, a faltól 4 különböző távolságban mérve.

Laborgyakorlat jegyzőkönyv beszámoló 3.

Az alkalmazott összefüggések

Levegő hőmérséklete t=22,9 ˚C Levegőnyomás p lev =1010 mbar Referencianyomás ∆p ref =362 Pa Faltól való távolság s1=63 mm s2=13 mm s3=7 mm s4=2 mm Sűrűség meghatározása Ebből a sebesség A nyomástényező A csőre ható erők

Laborgyakorlat jegyzőkönyv beszámoló 4.

Ellenállás-tényező Felhajtóerő-tényező Reynolds szám Abszolút hiba Relatív hiba

A vizsgált fizikai paraméter

• Paraméterek: Nyomástényező

A nyomástényező a mérési szög függvényében

1,5 1 0,5 0 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 -0,5 -1 -1,5 -2 A 0˚-hoz tartozó nyomástényező cp1 cp2 cp3 cp4

Laborgyakorlat jegyzőkönyv beszámoló 7.

Mérési szög [˚] 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 cp 1 [-]

1,082949 0,673019 0,412989 -0,53842 -1,34604 -1,74373 -1,52041 -1,42864 -1,4164 -1,43781 -1,45923 -1,49288 -1,52959 -1,52347 -1,48676 -1,45923 -1,44393 -1,43781 -1,4164 -1,62136 -1,68255 -0,99729 -0,00306 0,767854

cp 2 [-]

1,134955 0,902458 0,238616 -0,69137 -1,52959 -1,81409 -1,59689 -1,53877 -1,55406 -1,59995 -1,63972 -1,68561 -1,73455 -1,72538 -1,68561 -1,63972 -1,59383 -1,56018 -1,61831 -1,83551 -1,6336 -0,71891 0,107071 0,884102

cp 3 [-]

1,162488 0,841274 0,122367 -0,72197 -1,4317 -1,44087 -1,24814 -1,25732 -1,26956 -1,28485 -1,28485 -1,28485 -1,27568 -1,28485 -1,2818 -1,27874 -1,27262 -1,23285 -1,29709 -1,54488 -1,08601 -0,32427 -0,55983 1,037061

cp 4 [-]

1,061535 0,755617 0,070361 -0,8015 -1,51429 -1,43781 -1,26344 -1,28485 -1,22367 -1,20838 -1,19308 -1,18084 -1,1839 -1,19002 -1,20226 -1,22979 -1,27874 -1,28485 -1,70396 -1,35522 -0,3824 0,168255 0,565948 0,933049

• Ellenállás-tényezők Az áramlás irányú F x számítható erőkomponenst nevezzük F e erőellenállásnak, amelyből a c e

c e 1.mérési sorozat

1,384245

2.mérési sorozat

1,598753

3.mérési sorozat

1,248296

4.mérési sorozat

1,190666

• Felhajtóerő-tényező . Az Fy komponensből pedig a megfúvási irányra merőleges c f felhatóerő-tényezőt kapjuk.

c f 1.mérési sorozat

0,084661

2.mérési sorozat

0,044333

3.mérési sorozat

-0,02194

4.mérési sorozat

-0,09494

•

Az abszolút hiba

Ezeket a számolásokat végre kell hajtani az összes mérési sorozatra

1. Sorozat

2. Sorozat 3. Sorozat 4. Sorozat

• Relatív hiba

1. Sorozat

2. Sorozat 3. Sorozat 4. Sorozat

1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 -0,2 63 13 7 2

Távolság [cm]

Ellenállás erők Felhajtó erők Abszolút hiba(felsőhatár) Abszolút hiba(alsóhatár)

Tapasztalat

A mérésből megállapítható következtetések, összefoglalás:

A mérés számomra azért volt hasznos, mert bemutatta,hogy milyen mértékben befolyásolja a fal a kialakult áramlási képet.

A mért mennyiségeket kis relatív hibával lehet mérni, ebből látszik,hogy a mérést szükségtelen tovább javítani.

Felhasznált irodalom: Dr. Lajos Tamás: Az áramlástan alapjai Elektronikus mérési útmutató

Laborgyakorlat jegyzőkönyv beszámoló 14.