Файл: Практикум санктпетербург 2003 Министерство образования Российской Федерации.doc

5. Размерность аэродинамических параметров

Основной и общепринятой системой единиц физических величин является СИ. Однако используемые в лабораторных работах измерительные приборы (депрессиометр, микроманометр, тягомер) градуированы в миллиметрах водяного столба, в то время как некоторые эмпирические формулы, используемые при выполнении работ, предполагают измерение атмосферного давления в миллиметрах ртутного столба, а показатели аэродинамического сопротивления оцениваются внесистемными единицами. Очевидно, что при вычислениях все используемые в расчетах величины должны иметь размерность, относящуюся к одной системе единиц. Поэтому необходимо знать правила перевода получаемых аэродинамических параметров из одной системы единиц в другую.

В табл. 2 приведен перечень названий аэродинамических параметров, обозначений, размерностей, и их взаимосвязь в разных системах единиц.

Необходимо также пре дставлять, какие размерности имеют используемые или полученные в ходе лабораторных работ (при измерениях и расчетах) величины:

-депрессия (h) - [мм. вод. ст.];

-давление (Р) при измерении микроманометром - [мм. вод. ст.]; при измерении барометром - [кПа];

-скорость воздуха (v) - [м/с];

-расход воздуха (Q) - [м³/с];

-удельный вес (γ) - [кгс/м³];

-аэродинамическое сопротивление (R) - [кг с²/м⁸] или [кμ];

-коэффициент аэродинамического сопротивления трения (α) - [кг с²/м⁴];

-коэффициент местного сопротивления (ξ) – безразмерный;

-геометрические параметры моделей - приведены в табл. 1

Таблица 2

Наименование параметров	Условные обозначения	Система единиц	Размерность	Соотношение величин в разных системах единиц
1	2	3	4	5
Давление, депрессия	p, h	СИ МКГСС Внесистемные единицы	Па кгс / м 2 мм вод. ст. мм рт. ст.	1кгс / м 2 = 9,8 Па 1 мм вод. ст.= 1кгс / м 2 =9,8 Па 1мм рт. ст.=13,6 кгс/м2=133,3 Па
Плотность	ρ	СИ МКГСС Внесистемные единицы	кг / м3 кгс с2 / м4 Доли единицы	1кгс с2 / м4 = 9,8 кг /м3 ρ/ρ в- относительная плотность (относительно воды)
Удельный вес	γ	СИ МКГСС Внесистемные единицы	Н / м3 кгс / м3 Доли единицы	1кгс / м3 = 9,8 Н / м 3 γ/γв – относительный удельный вес (относительно воды)
Аэродинамическое сопротивление	R	СИ МКГСС Внесистемные единицы	Н с2 / м 8 кгс с2 / м 8 Киломюрг (кμ ) Мюрг (μ )	1кгс с2 / м 8 =9,8 Н с2 / м 8 1кμ = 1000 μ =1 кгс с2 / м 8 1 μ = 0,001 кμ
Коэффициент аэродинамического сопротивления трения	α	СИ МКГСС	Н с2 / м 4 кгс с2 / м 4	1кгс с2 / м 4 =9,8 Н с2 / м 4
Эквивалентное отверстие	А	Любая	м 2	-
Полезная мощность, расходуемая на проветривание	N	СИ МКГСС	Вт кгс м / с	1 кгс м / c = 9,8 Вт

---

---

6. Оформление лабораторных работ

Каждая выполненная лабораторная работа должна быть оформлена и представлена в виде отчета. Она должна содержать перечисленные ниже материалы.

1.Номер и наименование работы, дату ее выполнения.

2.Фамилии и группу исполнителей работы.

3.Принципиальные схемы изучаемых приборов (только в работах 1 и 2).

4.Температуру воздуха и атмосферное давление в лаборатории, которые подлежат измерению при выполнении каждой работы.

5.Номер аэродинамической установки, на которой выполнялась лабораторная работа.

6.Схемы подключения измерительных приборов к точкам модели при измерениях, (образец такой схемы представлен на рис.8).

7.Заполненную таблицу с результатами измерений (образец-табл.3).

8.Заполненную таблицу с результатами вычислений (образцы таких таблиц приведены в каждой из лабораторных работ).

9.Использованные расчетные формулы и численные значения переменных в них.

1 0.Графики с изображением полученных результатов (в тех работах, где они требуются).

Рис. 8. Образец схемы подключения микроманометра к точкам модели

Работы выполняются бригадой из 2-3 человек, при этом каждый студент должен оформить свой отчет. Отчет по каждой лабораторной работе подлежит защите. Неаккуратно оформленные отчеты к защите не допускаются.

Для самопроверки степени усвоения материалов лабораторных работ и подготовки к защите следует ответить на контрольные вопросы, приведенные в конце каждой работы. Каждый ответ должен быть аргументирован на основе приведенных в каждой работе теоретических сведений.
Таблица 3

Место (точка) замера	Участок, на котором производится замер	Вид измеряемой депрессии	Тип измерительного прибора	Фактор прибора Км, Кт	Жидкость, используемая в приборе	Относительная плотность жидкости	Порядковый номер замера	Показания прибора
								Положение мениска в трубке прибора		Подъем уровня жидкости h н ,(h нт) мм	Величина депрессии h,, мм вод. ст.
								Начальное h 0 , мм	Конечное h к , мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
6	0 – 6	h СТ	ММН	0,8	Спирт	0,807	1	3,0	62	59	47,1
7	0 – 7	h П	Тягомер	0,4	Спирт	0,807	2	5,0	132	127	41,0

---

Пояснение к табл. 3: величина депрессии h в столбце 12 при измерении микроманометром ММН вычисляется в мм вод. ст. по формулам (11) или (12), а при измерении тягомером – по формуле (13).

Таблица 3 будет использоваться для записи результатов измерений в каждой лабораторной работе, поэтому следует аккуратно вычертить один постоянный заголовок этой таблицы с содержанием и номерами граф. В каждой работе следует заполнять строки, соответствующие новым измерениям (образец заполнения приведен в таблице).

---

Работа 1. Изучение аэродинамической установки и приборов для измерения давления и депрессии

Цель работы: ознакомление с устройством установки и приборов, правилами пользования ими, освоение техники измерений, обработки результатов измерений и перевода полученных показателей из одной системы единиц в другую.

План работы

1. Изучите правила безопасности выполнения лабораторных работ.

2. Изучите аэродинамическую установку по схеме и в натуре.

3. Изучите следующие приборы: депрессиометр, микроманометр, барометр.

4. Подготовьте табл.3.

5. Измерьте микроманометром статическую депрессию на участках модели 0–3 (h_{cт 0-3}); 0–4 (h_{cт 0-4}); 3–4 (h_{cт 3-4} ).

В приведенной форме записи h_{cт m-n} первая цифра (m) указывает ту точку модели, к которой подключается резервуар микроманометра ( штуцер «+»), а вторая (n) – точку, к которой подключается измерительная трубка (штуцер «-»). Цифра 0 обозначает атмосферу.

При производстве замеров шибер 1 должен быть открыт, а шибер 2 – закрыт. Расчет величины депрессии производится по формулам (11) или (12). Контроль правильности измерений и вычислений: h_{cт 3- 4} = h_{cт 0- 4} - h_{cт 0-3} . Исходные данные и результаты замеров следует занести в табл.3.

6. Измерьте барометром атмосферное (аэростатическое) давление p₀ в лаборатории.

7. Соблюдая размерность, рассчитайте величину статического давления в точках модели 3 ( p₃ ) и 4 ( p₄ ), имея в виду, что h_{cт 0-3} = p₀ – p₃ , а h_{cт 0-4} = p₀ - p₄ Произвести контроль правильности расчетов: p₃ – p₄ = h _{ст 3 - 4}

8. Результаты замеров и расчетов сведите в табл.4. При определении величин давления и депрессии, выраженных в разных единицах, воспользуйтесь материалами табл.2.

9. Оформите и защитите отчет.

Таблица 4

С т а т и ч е с к о е д а в л е н и е				C т а т и ч е с к а я д е п р е с с и я
Условные обозначения	Величина давления, выраженная в			Условные обозначения	Величина депрессии, выраженная в
	Па	мм. вод. ст.	мм рт. ст.		Па	мм вод. ст.	мм рт. ст.
1	2	3	4	5	6	7	8
p0 p3 p4				h cт 0- 3 h cт 0- 4 h cт 3- 4

---