Требования к постановке эксперимента в аэродинамических трубах

Определение величин, характеризующих условия проведения эксперимента

Определение параметров давления, температур и плотности воздуха

Выбрав схему постановки опыта и детали его проведения, необходимо выполнить ряд измерений (атмосферного давления, температуры, и влажности воздуха в экспериментальном помещении, характеризуемой величиной давления пара Рп), которые являются обязательными для проведения экспериментов в аэродинамической трубе [5]. Эти измерения позволяют получить важнейшую величину, характеризующую условия эксперимента, — плотность воздуха Q.

Измерение атмосферного давления производится по барометру. Необходимо проводить два измерения: перед опытом и после опыта и в случае различия показаний брать среднеарифметическую из двух измерений. Требуемая точность измерений ± 0,1 мм. рт. ст. Температура воздуха определяется по международной стоградусной шкале Цельсия [6]. Ввиду того что при длительной работе аэродинамической трубы и приборноматериального комплекса температура с течением времени может сильно изменяться, повторные измерения температуры так же необходимы. Расчетная температура на данном отрезке времени при опыте устанавливается путем нахождения среднеарифметического. Допускаемая точность при измерении

температуры - не менее 0,5° С. Величина плотности —, может быть определена (если пренебречь влиянием влажности) по уравнениям Бойля-Мариотта и Гей-Люссака, вычисляют по формуле

(2.1)

Q = р (1 + Ас)= Р (273+tc) Qc рс (l + /3t) рс (273 + t)

где р - коэффициент объемного расширения воздуха;

Q - текущее значение плотности воздуха, кг/м3;

Qc — стандартное значение плотности воздуха равное 1,225 кг/м3;

р - величина давления, мм. рт. ст.;

рс - стандартное значение давления равное 760 мм. рт. ст.;

tc - стандартная величина температуры воздуха равная 75°;

t - текущая величина температуры воздуха, град.

Влажность воздуха при определении величины плотности в большинстве опытов не играет существенной роли, но в условиях повышенных температур или при состоянии воздуха, близком к насыщению водяными парами, может существенно сказаться на результатах опыта. На рисунке 2.1 представлена зависимость изменения плотности воздуха от барометрического давления и температуры.

— Зависимость изменения плотности воздуха от барометрического давления и температуры

Рисунок 2.1 — Зависимость изменения плотности воздуха от барометрического давления и температуры

В связи с чем, желательно определять влажность воздуха при обычных опытах на малых скоростях обтекания и совершенно необходимо при проведении экспериментов в высокоскоростных аэродинамических трубах или на открытом воздухе в условиях повышенной влажности. Большое значение имеет учет влажности при летном эксперименте. Влажный воздух всегда легче сухого при одинаковых температурах и давлении. Влажность воздуха чаще всего определяется величиной относительной влажности, представляющей собой отношение количества водяного пара, находящегося в воздухе, к количеству водяного пара, насыщающего воздух при той же температуре [4].

Для каждой температуры имеется предельное количество водяного пара, которое насыщает выделенный объем воздуха. Этому состоянию насыщения, как известно, соответствует давление насыщенного водяного пара рнп и плотность QHII.

Обычно в практике аэродинамических лабораторий относительную влажность определяют при помощи психрометров, рисунок 2.2, измеряющих парциальное давление водяного пара Р„ в рабочем помещении.

Завод

— Схема действия психрометра

Рисунок 2.2 — Схема действия психрометра

Психрометр состоит из двух термометров; шарик одного термометра сухой, шарик другого обернут влажной марлей. Вследствие испарения влаги последний термометр охлаждается и показывает более низкую температуру, чем сухой термометр. Обозначим температуру, определенную по влажному термометру, через г', а температуру, определенную по сухому, являющуюся температурой внешней среды, через t. Тогда давления водяного пара рн, по психрометрическим измерениям в аэродинамических трубах, вычисляют по формуле

Рн = Рн.П-^Ра^~^Л^

(2.2)

где рн п давление насыщенного водяного пара, мм. рт. ст.;

ра величина атмосферного давления, мм. рт. ст.; t — значение температуры воздуха, град.

Применяя формулу 2.2, составляется таблица, позволяющая определить относительную влажность окружающего воздуха в процентах, зная показания сухого и влажного термометров.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >