Auftrieb und Widerstand von eingetauchten Körpern
Quelle: Alexander S Rattner und Sanjay Adhikari; Abteilung für mechanische und Nuclear Engineering, der Pennsylvania State University, University Park, PA
Objekte, Fahrzeuge und Organismen eingetaucht in flüssigen Medien erleben Kräfte aus der umgebenden Flüssigkeit in Form von Auftrieb- vertikal nach oben zwingen durch Flüssigkeit Gewicht, ziehen- eine Widerstandskraft gegenüber der Richtung der Bewegung und Aufzug -eine Kraft, die senkrecht zur Richtung der Bewegung. Vorhersage und Charakterisierung dieser Kräfte ist entscheidend für engineering-Fahrzeuge und die Bewegung der Schwimmen und fliegen Organismen zu verstehen.
In diesem Experiment wird die Balance zwischen Auftrieb, Gewicht und ziehen Kräfte auf eingetauchten Körper untersucht werden, durch die Verfolgung der Aufstieg Geschwindigkeit von Luftblasen und Öltröpfchen in einem Medium Glyzerin. Die resultierende Drag-Koeffizienten bei terminal Aufstieg Geschwindigkeiten werden mit Sollwerten verglichen.
1. Herstellung von Gas-Injektion Messstrecke (siehe Schaltplan und Fotos, Abb. 2)
- Bohren Sie ein Loch in den Boden eine große, flache ummauerten Kunststoffbehälter. Installieren einer Durchreiche-Trennwand durch dieses Loch passt. Installieren Sie ein Reduzierung Fitting ein ~3.2 mm Schlauchanschluss Kompression in der Trennwand passende Steckdose. Dies wird die Blase/Tröpfchen Injektion Port sein.
- Legen Sie eine kurze Länge (~ 1 cm) von 3,2 mm Durchmesser weiche Gummiband in der Pressverbindung, ...
Eine Reihe von aufsteigende Luft sprudelt und Öltröpfchen mit unterschiedlichen Durchmessern sind in Abb. 3 dargestellt. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten aufgrund relativ stärker ziehen Kräfte steigen die Bläschen und Tröpfchen. Diese niedrige Geschwindigkeit und Längenskalen zwingt starke Oberflächenspannung führen fast kugelförmige Bläschen und Tröpfchen. Die größten Luftblasen nähern Re ~ 2, wodurch in etwas abgeflacht Tails in der Folge-Reg...
Dieses Experiment zeigte die Messung der CW-Wert für steigenden Luftblasen und Tröpfchen in einem flüssigen Medium. Ziehen Sie Koeffizienten wurden durch Bilanzierung von Gewicht, Auftrieb und ziehen Kräfte bestimmt. Ergebnisse wurden mit einem theoretischen Modell für Blase/Tröpfchen CD bei niedrigen Reynoldszahlen verglichen. Diese Ergebnisse könnten auf das Design der Industriewärme und Masse Wärmetauscher, wie Dampfgeneratoren in Kraftwerken unmittelbar anwendbar sein. In Dampferzeugern m...
- J.S. Hadamard, Motion of liquid drops (viscous), Comp. Rend. Acad. Sci. Paris. 154 (1911) 1735-1755.
- W. Rybczynski, On the translatory motion of a fluid sphere in a viscous medium, Bull. Acad. Sci., Cracow, Ser. A. (1911) 40.
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