Bestimmung des Impingement Kräfte auf einem flachen Teller mit der Control-Volumen-Methode

Quelle: Ricardo Mejia-Alvarez und Hussam Hikmat Jabbar, Department of Mechanical Engineering, Michigan State University, East Lansing, MI

Dieses Experiment soll Kräfte auf den Körper als das Ergebnis von Veränderungen in der Impulssatz die Umströmung mit einer Kontrolle Volumen Formulierung [1, 2] veranschaulicht. Die Steuerelement-Volumen-Analyse konzentriert sich auf die makroskopische Wirkung des Flusses auf engineering-Systeme, anstatt die ausführliche Beschreibung, die mit einer differenzierten Analyse erreicht werden konnte. Jeder dieser beiden Techniken haben einen Platz in der Toolbox der technische Analyst, und sie sollten als ergänzende anstatt konkurrierenden Ansätze. Im großen und ganzen geben Volumen Analyse dem Ingenieur eine Idee von der dominanten Lasten in einem System. Dies wird Ihr/ihm geben, ein erstes Gefühl was route verfolgen, wenn Sie Geräte oder Strukturen zu entwerfen, und idealerweise sollte der erste Schritt, bevor Sie verfolgen keine Ausführungsplanung oder Analyse über differentielle Formulierung sein.

Das Grundprinzip hinter der Kontrolle Volumen Formulierung ist, ersetzen Sie die Details eines Systems eine Strömung durch eine vereinfachte freien Körpers Diagramm definiert durch eine imaginäre ausgesetzt Oberfläche synchronisiert das Steuervolumen geschlossen. Dieses Diagramm sollte alle Oberfläche und Körper Kräfte, der net Fluss der Impulssatz durch die Grenzen der Lautstärke und der Änderungsrate der Impulssatz innerhalb des Volumens Kontrolle enthalten. Dieser Ansatz impliziert geschickt definieren die Lautstärke auf Arten, die zur gleichen Zeit die Analyse zu vereinfachen, die die dominierende Auswirkungen auf das System zu erfassen. Diese Technik wird mit einem Flugzeug Jet Auftreffen auf einem flachen Teller in verschiedenen Winkeln nachgewiesen werden. Wir verwenden Kontrolle Volumen Analyse, um die aerodynamische Belastung auf dem Teller zu schätzen und vergleichen unsere Ergebnisse mit tatsächlichen Messungen der resultierenden Kraft mit einer aerodynamischen Balance erhalten.

1. Einstellen der Anlage

1. Stellen Sie sicher, dass in der Anlage gibt es keine Strömung.
2. Schließen Sie den positiven Anschluss der Drucksensor an das Plenum Druckmessstutzen ().
3. Der negative Anschluss der Drucksensor zur Atmosphäre offen lassen ().
4. Aufzeichnen der Wandler Umrechnungsfaktor von Volt auf Pascals ().
5. Notieren Si

Abbildung 3 zeigt einen Vergleich zwischen der normalen Belastung auf die flache Platte als direkt über eine aerodynamische Balance gemessenen und geschätzten von Erhaltung der Impulssatz. In der Regel erfasst die Analyse der Impulssatz die dominierende Tendenz der direkten Messungen als das Impingement Winkelveränderungen. Die Unterschiede bei diesen Messungen variiert nicht monoton mit dem Winkel auftreffen. Für Impingement Winkel im Bereich von