ZKUŠEBNÍ PROUD VZDUCHU V AERODYNAMICKÉM TUNELU ∅ 3M REVIZE 2011
ING. MIROSLAV GOLDA ING. MARTIN SOLICH ING. KATEŘINA JANDOVÁ
VÝZKUMNÝ A ZKUŠEBNÍ LETECKÝ ÚSTAV, a.s. BERANOVYCH 130, 199 05 PRAHA-LETŇANY © 2011
Obsah Použité symboly, označení ................................................................................................................... 2 1. Úvod ............................................................................................................................................. 3 2. 3.
Metodika měření .......................................................................................................................... 3 Plán měření .................................................................................................................................. 6 3.1. Umístění měřených řezů a rozmístění měřicích bodů ........................................................... 8 4. Naměřené hodnoty ..................................................................................................................... 10 4.1. Řez 1200mm........................................................................................................................ 10 4.2. Řez 2060mm........................................................................................................................ 14 5. Použité měřicí přístroje .............................................................................................................. 15 6. Závěr .......................................................................................................................................... 16
Použité symboly, označení pst pc
statický tlak [Pa] celkový tlak [Pa]
v vo MSA Q
rychlost proudění [m/s] osová rychlost proudění [m/s] mezinárodní standardní atmosféra průtočné množství [m3s-1]
P ρ ρm
elektrický příkon [kW] hustota vzduchu [kg m-3] hustota okolního vzduchu při experimentu [kg m-3]
2
1. Úvod 2. Metodika měření Cílem měření bylo stanovit rozložení podélné složky rychlosti ve dvou rovinách a dále stanovit obecný směr rychlosti v daných rovinách, první rovině vzdálené 1200mm od ústí dýzy a druhé ve vzdálenosti 2060mm od ústí dýzy. Podélná složka rychlosti se měřila Pitot-statickou sondou ev.č. PST 001, obecný směr nabíhajícího proudu byl měřen směrovou 5-otvorovou tlakovou sondou S1. Obě sondy byly ve společném držáku přimontovány na traverzer tunelu 3mLSWT. Převod tlaku na napětí zajišťoval tlakový převodník ESP 64HD firmy PressureSystems s rozsahem 10” H2O. Vzdálenost sond byla 100mm. Každý bod byl měřen po dobu 30s se vzorkovací frekvencí 1500 Hz. Délka použitých hadiček byla cca 400mm. Rychlost proudění v tunelu byla udržována konstantní s přesností cca 0.2% pomocí softwarového PID regulátoru (program OmronView). Kromě údajů o měřených tlacích obsahuje výstupní soubor též informace z programu OmronView (okolní podmínky, tunelové údaje) a z programu na ovládání traverzeru (aktuální pozice). Na počátku měření při nulové rychlosti proudění v tunelu byl uložen údaj o klidových hodnotách tlaků. Tyto hodnoty byly poté odečteny od všech naměřených hodnot. Tlaky z pitot-statické sondy byly použity pro výpočet rozložení podélné složky rychlosti, rozložení statického tlaku a pro výpočet intenzity turbulence. Tlaky z 5-otvorové tlakové sondy byly použity pro stanovení obecného vektoru rychlosti v každém bodě měření. Před měřením bylo provedeno vyrovnání sond a lokalizace středu ústí dýzy pomocí vláken. Poloha počátku souřadného systému O[0,0,0] je dána osou dýzy a rovinnou jejího konce. Do tohoto bodu byla na počátku ustavena sonda PST 001.
3
Obr. 2–1 Pohled na sondy na traverzeru
Obr. 2–2 Vzájemná poloha sond, vlevo PST001, vpravo S1
4
Obr. 2–3 Počáteční ustavení sond, PST01 ve středu dýzy
5
3. Plán měření
6
7
3.1. Umístění měřených řezů a rozmístění měřicích bodů Měření proběhlo ve dvou řezech (rovina yz), první ve vzdálenosti 1200mm a druhé ve vzdálenosti 2060mm, prozatím při jedné rychlosti 30m/s. Druhá poloha nemohla být shodná (2100mm) s měřením uvedeným v [1], protože použitý traverzer má omezený rozsah pohybu ve směru osy x. Měřena byla jen kruhová výseč o průměru 2m. Aby byla potvrzena opakovatelnost měření, byl řez ve vzdálenosti 1200mm měřen 2x. Druhé ověřovací měření mělo redukovaný počet měřicích bodů.
8
Obr. 3–1 Umístění měřených řezů (rovina yz) v tunelu vůči dýze
Obr. 3–2 Rozmístění měřicích bodů v obou řezech (1200mm i 2060mm)
9
4. Naměřené hodnoty
4.1. Řez 1200mm
Obr. 4–1 Procentuální odchylky podélné složky rychlosti od nastavené rychlosti, řez 1200mm
10
Obr. 4–2 Procentuální odchylky podélné složky rychlosti od nastavené rychlosti, řez 1200mm opakovaně
11
Obr. 4–3 Zobrazení vektorů rychlostí, průmět vektoru rychlosti do roviny YZ, řez 1200mm
12
Obr. 4–4 Zobrazení vektorů rychlostí, průmět vektoru rychlosti do roviny YZ, řez 1200mm opakovaně
13
4.2. Řez 2060mm
Obr. 4–5 Zobrazení vektorů rychlostí, průmět vektoru rychlosti do roviny YZ, řez 2060mm
14
5. Použité měřicí přístroje Přístroj
Měřená veličina
Ev.č.
Kategorie
Pitot-statická sonda
rychlost proudění
PST001
PE
Směrová sonda S1
rychlost proudění, úhel AER021
PM
Tlakový převodník
převod tlaku na napětí
641033A
PM
Snímač tlaku Barocel 590D + Převodník OMRON C200H-AD002 rychlost proudění (měřící řetězec tunelu 3mLSWT)
701-15079 + 2597N
PM
Barometr Vaisala PTU200
AER-KMZ-0001
PM
1 / ZZ
ZZ
barometrický tlak
Aerodynamický tunel průměru 3m (3mLSWT) Měřící karta USB-6251 NI
napětí
1395E1C
15
6. Závěr
16
