浮力と浸漬のボディ ドラッグ

Overview

ソース: アレクサンダー ・ S ・ ラトナーとサンジャイ アディカリ;機械・原子力工学、ペンシルバニアの州立大学、大学公園、PA 部

オブジェクト、車、および生物流体媒体に没頭して浮力の形で周囲の流体から力を体験 - 流体の重量、ドラッグ- 反対運動、リフトの方向抵抗力により強制的に鉛直上昇方向-運動の方向に垂直な力。予測とこれらの力の評価車をエンジニア リング、水泳や飛行生物の動きを理解する重要です。

この実験では、空気の泡とグリセリン中における油滴の上昇速度を追跡することによって没水体の抗力、重量、浮力のバランスが調査されます。ターミナルの上昇速度で結果の抗力係数は、理論値と比較されます。

Procedure

1. ガス噴射テスト セクション (を参照してください図と写真、図 2) の作製

  1. 背の高い、フラットの壁に囲まれたプラスチック製の容器の底に穴を開けます。この穴を通してフィッティング壁を介してバルクヘッドをインストールします。削減継ぎ手を隔壁継ぎ手出口で ~3.2 mm チューブ圧縮接続にインストールします。これは、気泡・液滴射出ポートになります。
  2. 圧縮接続で 3.2 mm 径ソフト ゴムひもの短い長さ (~ 1 cm) を挿入してフィッティング ナットを締めます。縫製ピンを使用して、薄いゴムひも穴を穴をあけます。これは、流体コンテナーの気泡・液滴の注入用バルブになります。
  3. 塗りつぶしの ~ 25 cm。 レベルにグリセリンとコンテナーはコンテナー内の気泡巻込みを減らすために容器側壁の下フィルムとしてゆっくりとグリセリンを注ぐ。コンテナーのうち上昇するより大きな気泡をさせるために 2 〜 時間を待ちます。
  4. ビューのコンテナー、液体の上部に直面して三脚にビデオカメラをマウントします。(バックライト) カメラに直面して、コンテナーの反対側の明るい光をマウントしま

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

上昇気流のシリーズの泡し、油滴の直径を変えての図 3 で提示されます。小さい気泡・液滴は、比較的強力な抗力より低い速度で上昇します。これら低速度と長さのスケールでは、強い表面張力はほぼ球状気泡・液滴の結果を強制します。最大泡アプローチ日時 〜 2、結果やや平坦化後流域におけるツインテール。最大の油滴の日時のみアプロ?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

この実験は、気泡・液滴流体中の抵抗係数の測定を示した。ドラッグ重量、浮力と抗力係数を決定しました。結果は、気泡・液滴C低レイノルズ数におけるDの理論モデルと比較しました。これらの結果は、産業用熱源と大量交換器、発電所の蒸気発生器などの設計には直接適用可能性があります。蒸気発生器、蒸気泡は浮力または発熱体に到達する新鮮な液体を許可する流体の...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

References
  1. J.S. Hadamard, Motion of liquid drops (viscous), Comp. Rend. Acad. Sci. Paris. 154 (1911) 1735-1755.
  2. W. Rybczynski, On the translatory motion of a fluid sphere in a viscous medium, Bull. Acad. Sci., Cracow, Ser. A. (1911) 40.
Tags
BuoyancyDragImmersed BodiesFluidPredictionCharacterizationMechanical ProblemsEngineering VehiclesSwimmingFlying OrganismsBuoyant ForceGravityDrag ForceRelative MotionMagnitudeSmall BubblesDropletsFluid DensityVolumeAcceleration Due To GravityArchimedes PrincipleGravitational ForceAverage Density

Skip to...

0:06

Overview

1:06

Principles of Buoyancy and Drag

3:55

Setting up and Performing the Test

5:58

Analysis

8:25

Results

9:41

Applications

11:01

Summary

Videos from this collection:

article

Now Playing

浮力と浸漬のボディ ドラッグ

Mechanical Engineering

29.8K Views

article

浮動のコートの安定性

Mechanical Engineering

22.3K Views

article

推進力と推力

Mechanical Engineering

20.8K Views

article

配管ネットワークと圧力損失

Mechanical Engineering

57.8K Views

article

焼入れと沸騰

Mechanical Engineering

7.7K Views

article

油圧ジャンプ

Mechanical Engineering

40.8K Views

article

熱交換器の解析

Mechanical Engineering

27.9K Views

article

冷凍入門

Mechanical Engineering

24.6K Views

article

熱線

Mechanical Engineering

15.5K Views

article

乱流を測定

Mechanical Engineering

13.4K Views

article

鈍頭物体まわりの流れの可視化

Mechanical Engineering

11.7K Views

article

傾斜平板に衝突する噴流

Mechanical Engineering

10.7K Views

article

省エネルギー システムの分析方法

Mechanical Engineering

7.3K Views

article

質量保存則と流量率測定

Mechanical Engineering

22.6K Views

article

制御体積法による平板の衝突力の測定

Mechanical Engineering

25.9K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved