Аэродинамическое подобие

Казалось бы, что применение моделей уменьшенного размера позволит обойтись без грандиозных и дорогостоящих аэродинамических труб. Однако значительное уменьшение размеров моделей неосуществимо, ибо, как было указано в предыдущем параграфе, аэродинамическое подобие двух различных движений достигается только при том условии, что число Рейнольдса в обоих случаях имеет одно и то же значение. Поэтому при уменьшении размеров модели (размер модели в рассматриваемом случае и является характерным размером I) нужно соответственно увеличивать скорость потока в трубе. Но когда скорость потока приближается к 330 м сек (скорости звука в воздухе), существенную роль начинает играть сжимаемость воздуха, изменяющая характер течения и нарушающая подобие. Поэтому при больших скоростях, интересующих современную авиацию, приходится применять модели либо в натуральную величину, либо лишь немного уменьшенных размеров. [c.541]

Аэродинамические характеристики летательных аппаратов или их отдельных элементов можно определить не только теоретически с помощью соответствующих уравнений движения жидкости (газа), но и экспериментально. При проведении экспериментов с летательными аппаратами должны выполняться условия аэродинамического подобия. [c.74]

В аэродинамической трубе переменной плотности испытывается модель крыла с хордой = 150 мм. Скорость воздушного потока в трубе У = 25 м/с, а температура воздуха Т = 303 К. Определите, при каком давлении надо проводить испытания, чтобы обеспечить аэродинамическое подобие по числу Re. Натурное крыло имеет хорду = 1,2 м, а скорость его движения У = 90 м/с. [c.75]

Проектируемая ракета в виде тела вращения имеет скорость К. =-= 1000 м/с на высоте // = 10 км. Определите параметры воздушного потока в закрытой рабочей части сверхзвуковой трубы, обеспечивающие аэродинамическое подобие по силам сопротивления трения и силам, вызванным влиянием сжимаемости, натурной ракеты и ее модели, уменьшенной в 20 раз. Температура воздуха в форкамере аэродинамической трубы = 288 К. [c.76]

Для практического использования такого метода необходимо было создать ряд высокоэффективных исходных ступеней, разработать сам метод расчета, систему поправочных коэффициентов, необходимых для учета изменения характеристик ступеней при отклонениях от геометрического и аэродинамического подобия между исходной и рассматриваемой ступенями. Также было необходимо разработать способы образования проточных частей многоступенчатых компрессоров, обеспечивающие высокие к. п. д. и приемлемую универсальную характеристику. [c.62]

АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ ПОДОБИЕ — равенство отношений некоторых величин, характеризуюш,их два однотипных явления, например два явления обтекания тела потоком в свободной атмосфере и в аэродинамической трубе и т. п. [c.220]

Правая часть этого уравнения остается без изменения, так как коэффициенты и /i и углы сохраняются из условия подобия треугольников скоростей. Коэффициент подъемной силы Су может остаться неизменным только при соблюдении аэродинамического подобия, т. е. только в том случае, если число Маха и число Рейнольдса будут оставаться постоянными. [c.133]

Рассматривая соотношения между перечисленными выше силами, действующими в потоке, можно получить следующие критерии аэродинамического подобия, характерные для криволинейных потоков [c.365]

Для соблюдения аэродинамического подобия изотермических потоков форма модели должна быть геометрически подобна образцу [c.366]

Ниже выведем зависимость аэродинамических коэффициентов от параметров 8 и Г при одинаковых К- Эти зависимости будем называть законами аэродинамического подобия при околозвуковых течениях. Проделывая преобразования, аналогичные преобразованию при выводе формулы (5.6) из интеграла Бернулли, получаем [c.264]

При переходе от натуры к модели и обратно необходимо соблюдать условия аэродинамического подобия. Они включают в себя геометрическое подобие натуры и модели и должны отразить такие основные свойства среды, как ее сжимаемость и вязкость. [c.270]

Важнейшим правилом, которым необходимо руководствоваться при решении задач, является нахождение решений в безразмерной форме. При соблюдении аэродинамического подобия такие решения могут быть [c.5]

Для получения достоверных экспериментальных данных обязательным является требование геометрического подобия испытываемого тела и натурного летательного аппарата, а также обеспечение необходимого аэродинамического подобия. В частности,весьма целесообразным является обеспечение такого подобия одновременно по числам Маха М и Рейнольдса Re, характеризующим силовое воздействие соответственно за счет сил давления, вызванных сжимаемостью, и трения. [c.21]

Экспериментальное изучение обтекания тел вращения связано в основном с исследованием потока около их моделей, так как использование натурных образцов не всегда возможно из-за ограниченных размеров аэродинамических труб и неоправданно больших затрат на проведение исследований с такими образцами. При этом опытное определение аэродинамических характеристик на моделях дает достаточно хорошие результаты, которые могут быть перенесены на натурное изделие, если при проведении экспериментов выполнены условия аэродинамического подобия модельного и натурного потоков. [c.249]

Критерий подобия сил аэродинамического взаимодействия с частицами [c.8]

Проектируемый самолет рассчитывается на движение в атмосфере Земли со скоростью 1 = 100 м/с на высоте // = 10 км. При испытаниях модели самолета, уменьшенной в 10 раз, в аэродинамической трубе переменной плотности достигнуто подобие по числам М и Ре при температуре воздушного потока в трубе 293 К- Определите давление и скорость потока в аэродинамической трубе во время эксперимента. [c.76]

Вычислим параметры для аэродинамически подобных потоков с числами М, = = 10, М1 = 20 и й = 1,4. По условию подобия для этих потоков, значения параметров К = М,Рс и /Сс = М Вс такие же, что и для заданного, т. е. /С = 1,5 и /С = = 2,245. Им при М1 = 10 и Мх = 20 соответствуют углы 5с и 0с, т. е. Рс = — [c.125]

Аэродинамические трубы постоянного действия. Цель исследования в обычных аэродинамических трубах (за исключением труб специального назначения) — изучение законов движения тел в однородных средах. Следовательно, труба проектируется так, чтобы в ее рабочей части могло быть смоделировано изучаемое обтекание тела. При этом поле скоростей и давлений в рабочей части должно быть однородным во всем сечении. Динамическое подобие обеспечивается одинаковостью критериев подобия вообще и в частности — главным образом чисел Re и М. [c.464]

Однако они с успехом используются, например, при изучении движения вязкой жидкости в пограничном слое (см. далее гл. 5) и при изучении закономерностей подобия и физического моделирования гидро- и аэродинамических явлений (см. далее гл. 10). [c.99]

В рабочую часть сверхзвуковых труб подается сжатый и сильно подогретый воздух с большими давлением и температурой торможения, соответствующими по условиям полного или частичного подобия большим скоростям полета. При больших значениях числа М в рабочей части трубы при дальнейшем торможении потока неизбежны большие потери полного давления. С помощью диффузоров и эжектора, действующего как компрессор или эксгаустер, с использованием запаса сжатого воздуха в баллонах, в аэродинамической трубе обеспечивается требуемый поток воздуха (рис. 57). [c.121]

При продувке моделей мазутных горелок на этом стенде работает один тракт стенда. Масштаб моделей горелок выбирается в зависимости от располагаемого расхода и давления вентилятора стенда. При холодном моделировании горелок, кроме геометрического подобия, необходимо достичь режима автомодельности, когда наблюдается постоянство значений коэффициентов аэродинамического сопротивления для различных значений числа Рейнольдса Ке. [c.140]

При исследовании процессов горения в пространстве, ограниченном стенами из огнеупорных материалов, устраняется один из главных недостатков, свойственных исследованиям на стендах с холодными стенами дело заключается в том, что при наличии стен из огнеупорных материалов представляется возможным проводить исследования в условиях, близких к адиабатным, и устанавливать температурный режим, более близко отвечающий условиям работы реальных печей. Полного соответствия, естественно, можно достигнуть, когда и аэродинамические условия на стенде соответствуют условиям на действующих печах, т. е. когда будет происходить струйное течение и будут в наличии циркуляционные зоны. Полного подобия процессов горения, движения газов и теплопередачи в моделях и реальных печах, как известно, достигнуть практически невозможно, поэтому мы называем опытные установки огневыми стендами, избегая довольно употребительного названия "огневая модель". [c.166]

Вернемся к критерию аэродинамических сил К- Ввиду его особой важности при моделировании процессов разгона капель и при оценке подобия их траекторий разъясним более подробно его физическую сущность на примере движения единичной капли. [c.145]

Число К — важнейший критерий подобия аэродинамических сил, действующих на каплю. Он характеризует влияние на ускорение капли ее радиуса и плотности пара. [c.230]

Описание вращательного и поступательного движений тела при спуске в атмосфере требует совместного рассмотрения системы с шестью степенями свободы, что обусловлено их взаимовлиянием друг на друга. Так, величины аэродинамических моментов зависят от параметров поступательного движения — скоростного напора и чисел аэродинамического подобия (М, Re и другие), а величины аэродинамических сил, определяющих поступательное движение тела, зависят от расположения тела относительно воздушного потока, то есть от углов атаки а и скольжения /3, или от пространственного угла атаки а-п и угла аэродинамического крена (угла собственного вращения) (рп- Найти точное аналитическое решение полной системы нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих движение тела при спуске в атмосфере, не представляется возможным, поэтому возникает потребность в поиске приближённых решений. В данном случае используются, как правило, методы теории возмущений, для непосредственного использования которых требуется выделить малые параметры в уравнениях движения, характеризующие возмущения. [c.49]

Моделирование источников аэродинамического шума (вентиля-цноиных шумов) требует, кроме условий геометрического подобия путей циркуляции воздуха, области распространения шума и полных акустических сопротивлений этой области, также и аэродинамического подобия, т. е. того, чтобы оставались постоянными число Не (Рейнольдса) и число Ма (Маха), определяе.мые формулами [c.65]

При проведении аэродина-мическнх экспериментов и расчетов необходимо принимать во внимание различные обстоятельства, связанные с физическим подобием исследуемых явлений обтекания. Аэродинамический расчет натурных летательных аппаратов (ракет, самолетов) основан на предварительных обширных исследованиях (теоретических и экспериментальных) обтекания моделей. В теории аэродинамического подобия находятся условия, которые должны соблюдаться в таких исследованиях на моделях, и устанавливаются характерные и удобные параметры, определяющие основные режимы исследуемых процессов, называемые параметрами или критериями подобия. Современные проблемы подобия, а также теория размерностей, широко используемая в аэродинамике, изложены в фундаментальном труде акад. Л. И. Седова Методы подобия и размерности в механике . [c.9]

Аналогичные выражения можно записать для других аэродинамических коэффициентов. Из этих выражений следует, что при выполнении равенств чисел М , Не и параметра модельного и натурного потоков аэродинамические коэффициенты геометрически подобных тел будут одинаковы. Таким образом, пришли к важному выводу теории размерности и подобия, в соответствии с которым необходимым и достаточным условием аэродинамического подобия будет постоянство численных значений безразмерных комбинаций, образующих так называемую базу, т. е. систему безразмерных величин, определяющих все остальные параметры течения. Эти безразмерные комбина-ции называются критериями подобия. [c.134]

Теперь представим, что исследуются два потока, обтекающие геометрически подобные поверхности. У таких поверхностей безразмерные координаты сходственных точек одинаковы, что является необходимым условием аэродинамического подобия течений. Для выполнения достаточного усло ия такого подобия должно быть обеспечено равенство безразмерных значений газодинамических параметров (скорости, давления, плотности и др.) в сходственных точках, Так как безразмерные параметры одновременно являются реше 1иями системы уравнений (3.5.7), (3,5.8), (3.5.10 ) [c.137]

При движении тел в реальной жидкости аэродинамические силы зависят от вязкости. Сила вязкости характеризуется числом Рейнольдса, которое может быть получено как отношение величины К ,/ , учитывающей влияние инерционных сил, к параметру учитывающему влияние вязкости. Если соблюдается равенство чисел Рейнольдса двух геометрически подобных потоков, то выполняется условие частичного аэродинамического подобия с учетом влияния вязкости. При этом условии, в частности, будут равны коэффициенты сопротивления трения для натурного и мо-д тьного тел. [c.139]

Ввиду того, что для получения требуемого аэродинамического подобия при полете в атмосфере скоростной напор бьш значительно выше, чем при полете орбитального корабля Буран , и температура поверхности превышала возможности плиточной теплозаш иты, на аппаратах БОР-5 применялась традиционная уносимая абляционная теплоза-ш ита на основе минерального стеклопластика. [c.267]

Летательный аппарат рассчитан на движение при нормальных атхмосферных условиях со скоростями Ун=300-4-600 км1ч. Для испытаний в аэродинамической трубе переменной плотности используется модель этого аппарата, выполненная в масштабе 1 10. Продувка будет проводиться при давлении в рабочей части аэродинамической трубы /7 = 20 атм и температуре i = 2S° . Определите, при каких скоростях необходимо испытывать модель, чтобы обеспечить аэродинамическое подобие по числу Рейнольдса. [c.374]

В аэродинахмической трубе переменной плотности испытывается модель крыла с хордой Ьм= 150 мм. Скорость воздушного потока в-трубе Ум=25 м1сек, а температура воздуха /м=30°С. Определите, при каком давлении необходимо проводить испытания, чтобы обеспечивалось аэродинамическое подобие по числу Рейнольдса. Натурное крыло имеет хорду Ь =, 2 м, а скорость его движения 1/н=330 км1ч. [c.374]

Ряд вопросов и задач настоящей главы посвящен анализу критериев такого подобия для различных условий обтекания, определению соответствуюпгих параметров потока в аэродинамических трубах или других лабораторных экспериментальных установках. [c.74]

Определим параметры сверхзвукового подобия для пластинок / i = = Моо -а = 0,5 /Сз = Мсюгсс = 2. Эти параметры отличаются значительно. Первый из них соответствует линеаризованному, а второй — гиперзвуковому обтеканию. В случае линеаризованного обтекания аэродинамические коэффициенты определяются по следующим формулам [c.185]

Аэродинамические характеристики — безразмерные коэфицненты, чаще всего даваемые в виде функции каких-либо параметров (например, критериев подобия). [c.427]

Из результатов экспериментов, полученных в различных аэродинамических лабораториях, следовало, что опытные данные для геометрических подобных моделей необходимо сравнивать при одних и тех же значениях числа Рейнольдса. Кроме того, переход от опытных данных для модели к натурным условиям также должен осуществляться при соблюдении подобия по числу Рейнольдса. Последнее условие было особенно важно, так как при проектировании самолетов стали все шире пользоваться результатами продувок моделей конструкций в целом и их элементов в аэродинамических трубах (например, при создании гидросамолетов Д. П. Григоровича и тяжелого самолета В. А. Слесарева в России, аэродинамическом расчете Л. Прандтлем самолетов в Германии, проектировании самолетов Г. Эйфелем во Франции [51—53]). [c.289]

Аэродинамические исследования перечисленных вариантов брызгальных градирен были проведены во ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева на специальном стенде. Масштаб модели 1 50 натурной величины башни определялся из условия работы конструкции в автомодельной области. Условия кинематического подобия достигались при использовании имитирующих устройств, выполненных на модели структурно сходными с натурными элементами градирни. Коэффициенты аэродинамического сопротивления капельного потока при поперечной схеме движения воздуха были приняты по данным Л. Г. Акуловой. На модели капельный поток имитировался рядами спиц, расположение которых на щите принято из условия получения коэффициента сопротивления на один погонный метр при плотности орошения в башне 8,0 м (м Ч), равного 0,33, и в тамбуре при q = 4 м /равного 0,22. Коэффициент сопротивления капельного потока факелов разбрызгивания принят равным 1,0 на один погонный метр. Сопротивление выполнено из нескольких рядов сеток. Коэффициент сопротивления водоуловителя принят равным пяти. Сопротивление имитировалось на модели также рядами сеток. Так как для всей системы аэродинамических сопротивлений рассчитать числа Рейнольдса весьма сложно,. для каждого из элементов модели подбор сопротивления осуществлялся индивидуально на специальной установке. Работа установки в автомодельной области оценивалась опытным путем. Этот метод исследований аэродинамики градирен позволил получить общее аэродинамическое сопротивление градирен в зависимости от изменения конструкций отдельных элементов. [c.80]

Автор не имел возможности уделить внимания многим вопросам, которые при ограниченном объеме книги могли быть освещены лищь за счет других ее разделов. Этим же объясняется недостаточно полное освещение некоторых разделов книги. Так, лишь кратко освещены вопросы аэродинамического демпфирования, хотя в настоящее время в этой области ведутся плодотворные исследования методика расчета рассеяния энергии колебаний совсем не освещен такой большой и важный вопрос, как теория подобия применительно к колебаниям упругих систем, в области которой имеются интересные исследования школы проф. А. Г. Назарова. [c.4]

Тепловые модели для исследования температурных полей распространены гораздо реже аэродинамических. Анализ гомогенной модели теплопереноса дает и здесь новые возможности для моделирования теплогидравлики теплообменников [10]. В этом случае к гидродинамическим критериям подобия Аг, А . добавляется главный критерий из уравнения энергии — эффективное число Стантона 51эф [c.238]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...