Модернізація проточної частини існуючої малотурбулентної труби ІГМ - Дипломная работа

Вступ аеродинамічний труба малотурбулентный Аеродинамікою називається наука, що займається вивченням руху повітря в різних умовах і досліджує дію повітря на дотичні з ним тіла. В аеродинаміці (так само, як і в гідромеханіці) вивчаються дві основні проблеми: - Проблема руху твердого тіла в газоподібному середовищі, або, те ж саме, обтікання цим середовищем нерухомого тіла («зовнішня» задача) - Проблема руху газів в просторі, обмеженому з усіх боків стінками («внутрішня» задача). Місце аеродинаміки серед інших наукових дисциплін, що відносяться до області механіки, визначається схемою на рис. 1. Така обробка зводиться здебільшого до отримання особливих «розрахункових коефіцієнтів» для простих формул, що виражають «закон подібності» для досліджуваного явища. У звязку з цим аеродинаміка як наука поділяється на: O Теоретичну аеродинаміку; O Експериментальну аеродинаміку. В даний час можна умовно поділити області швидкостей, які визначили типи установок і методику аеродинамічних досліджень та вимірювань, наступним чином: 1. Великі дозвукові швидкості 3. В даний час аеродинамічні лабораторії є у всіх інститутах повязаних з авіаційною спеціалізацією. Головним методом досліджень, що визначив успіх аеромеханіки як науки та її широке впровадження в багато галузі техніки і промисловості, є метод випробувань в аеродинамічних трубах. Аеродинамічна труба являє собою фізичний прилад,. Дозволяє отримувати в одному з його елементів, а саме в «робочій частині», рівномірний прямолінійний потік повітря певної швидкості. Дослідження повітряних машин - газових турбін, компресорів, гвинтів, вітряків, вентиляторів 3. Фізичні дослідження, повязані з перебігом повітря в різних умовах: дослідження прикордонного шару, надзвукових течій, просторових течій і т.п. 7. В даний час у звязку з рішенням завдань поставлених новою технікою (методи теплового захисту літальних апаратів) і завдань поставлених хімічною промисловістю особливо зросло значення досліджень з вивчення структури повітряних течій, прикордонних шарів і явищ перенесення різних субстанцій в прикордонних областях. Для створення суворої теорії турбулентності необхідні експериментальні дослідження з вивчення структури турбулентних течій, явища переходу ламінарного течії в турбулентний. 1.Загальні відомості 1.1 Огляд аеродинамічних труб Зважаючи на істотні недоліки методу аеродинамічного дослідження з використанням природного вітру виникла думка про використання штучного вітру або штучного потоку повітря створюваного, наприклад, за допомогою вентилятора. Річ у тому, що хоча вентилятор і створює більш менш фіксований струмінь, але швидкість в цьому струмені дуже непостійна і за величиною і по напряму - потік сильно закручений за вентилятором і схильний до сильних пульсацій. Така схема може бути названа схемою відкритої труби, працюючої на нагнітання, із закритою робочою частиною, оскільки робоча частина труби розташовується за вентилятором, що нагнітає в неї повітря. Уперше подібну трубу здійснив відомий російський вченийК. Е. Ціолковський. При великій швидкості на виході буде великий і втрачений напір, а отже, і втрачена енергія. Нині дифузор є невідємною частиною будь-якої аеродинамічної труби, забезпечуючи велику економію енергії. У розглянутому прикладі втрати складаються з тертя в колекторі, робочій частині і дифузорі, опору спрямляючої сітки, обумовленого тертям і спотворенням потоку її елементами, втрат на розширення в дифузорі і втрат на гідравлічний удар при виході з труби. Крім того, по пропозиції А. Н. Туполева в схему труби був введений так названий зворотний дифузор. З цих причин у подальшому стали застосовувати труби прямої дії з відкритою робочою частиною, яка оточена спеціальною так званою камерою Ейфеля (Рис. 1.6). Вентиляторна установка, 5. Ежекторний пристрій поміщено в зворотному каналі. Ежекторна установка працює таким чином. В результаті використання явища ежекції проводиться підсмоктування повітря з робочої ділянки з витратою Q2. Формула має вигляд: (1.3) , м; радіус вихідного перерізу сопла; координата вздовж осі сопла; - довжина сопла, м; - радіус вхідного перерізу, м. 1.3 Вимоги, що предявляються до аеродинамічних труб і вихідні дані для розрахунку труби Аеродинамічні труби і установки в даний час набули найширшого розповсюдження. Інакше кажучи, збільшення турбулентності потоку в деякій мірі аналогічно зростанню числа Рейнольдса. Залежність зображена на Рис. 2.2. Рис. 2.2 Графік залежності Коефіцієнт тертя для труб прямокутного перерізу з рівномірною шорсткістю визначається так: (2.10) - значення по графіку на Рис. 2.2 - в залежності від числа Re на графіку Рис. 2.3. Рис. 2.3 Графік залежності Висоту виступів шорсткості приймаємо як для поверхонь вкритих масляною фарбою по шпакльовану поверхні: Визначаємо втрати напору на всіх елементах туби: 2.2.1 Втрати напору при русі по розділовій камері Визначаються як втрати на тертя при русі в трубі прямокутного перерізу з рівномірною шорсткістю, визначаємо за формулою (2.7).