זרימה גלילית צולבת: מדידת התפלגות לחץ והערכת מקדמי גרירה
מקור: דייוויד גואו, המכללה להנדסה, טכנולוגיה ואווירונאוטיקה (CETA), אוניברסיטת דרום ניו המפשייר (SNHU), מנצ'סטר, ניו המפשייר
התפלגות הלחץ ואומדני הגרירה לזרימה גלילית צולבת נחקרו במשך מאות שנים. על ידי תיאוריית זרימה פוטנציאלית בלתי נראה אידיאלית, התפלגות הלחץ סביב גליל היא סימטרית אנכית. התפלגות הלחץ במעלה ובמורד הזרם של הגליל היא גם סימטרית, מה שמביא לכוח גרירה אפס נטו. עם זאת, תוצאות הניסוי מניבות דפוסי זרימה שונים מאוד, התפלגות לחץ ומקדם גרירה. הסיבה לכך היא שהתיאוריה הפוטנציאלית האידיאלית אינה תבחן זרימה לא רציונלית, כלומר צמיגות אינה נחשבת או נלקחת בחשבון בעת קביעת דפוס הזרימה. זה שונה באופן משמעותי מהמציאות.
בהדגמה זו, מנהרת רוח משמשת ליצירת במהירות אווירית מוגדרת, וצילינדר עם 24 יציאות לחץ משמש לאיסוף נתוני התפלגות לחץ. הדגמה זו ממחישה כיצד הלחץ של נוזל אמיתי הזורם סביב גליל עגול שונה מתוצאות חזויות המבוססות על זרימה פוטנציאלית של נוזל אידיאלי. מקדם הגרירה יוערך גם הוא ויושווה לערך החזוי.
1. מדידת התפלגות הלחץ סביב גליל
- הסר את הכיסוי העליון של קטע הבדיקה של מנהרת רוח, והרכב גליל אלומיניום נקי (d = 4 in) עם 24 יציאות מובנות עלפטיפון (איור 3). התקן את הגליל כך שהיציאה אפס פונה במעלה הזרם (איור 4a).
- החלף את הכיסוי העליון וחבר את 24 צינור?...
תוצאות ניסוי עבור צילינדר נקי ומופרע מוצגים שולחנות 1 ו 2, בהתאמה. ניתן להתוות את הנתונים בגרף של מקדם הלחץ Cp, לעומת מיקום זוויתי, θ, לזרימה אידיאלית ואמיתית כפי שמוצג באיור 6.
