Aerodynamika i mechanika lotu

Podobne dokumenty
[ ] ρ m. Wykłady z Hydrauliki - dr inż. Paweł Zawadzki, KIWIS WYKŁAD WPROWADZENIE 1.1. Definicje wstępne

Ciśnienie definiujemy jako stosunek siły parcia działającej na jednostkę powierzchni do wielkości tej powierzchni.

Oddziaływania. Wszystkie oddziaływania są wzajemne jeżeli jedno ciało działa na drugie, to drugie ciało oddziałuje na pierwsze.

Zasady dynamiki Newtona. WPROWADZENIE DO MECHANIKI PŁYNÓW

KRYTERIA OCEN Z FIZYKI DLA KLASY I GIMNAZJUM

Statyka Cieczy i Gazów. Temat : Podstawy teorii kinetyczno-molekularnej budowy ciał

Wykłady z Fizyki. Hydromechanika

Fizyka dla Informatyków Wykład 8 Mechanika cieczy i gazów

Wykład FIZYKA I. 12. Mechanika płynów. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Dynamika

MECHANIKA PŁYNÓW Płyn

POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA w Kielcach WYDZIAŁ MECHATRONIKI I BUDOWY MASZYN KATEDRA URZĄDZEŃ MECHATRONICZNYCH LABORATORIUM FIZYKI INSTRUKCJA

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI

Własności płynów - zadania

Aerodynamika i mechanika lotu

Podstawy fizyki wykład 5

Gęstość i ciśnienie. Gęstość płynu jest równa. Gęstość jest wielkością skalarną; jej jednostką w układzie SI jest [kg/m 3 ]

CIEPLNE I MECHANICZNE WŁASNOŚCI CIAŁ

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTRUKCJA Z LABORATORIUM W ZAKŁADZIE BIOFIZYKI. Ćwiczenie 5 POMIAR WZGLĘDNEJ LEPKOŚCI CIECZY PRZY UŻYCIU

SPRĘŻ WENTYLATORA stosunek ciśnienia statycznego bezwzględnego w płaszczyźnie

Statyka płynów - zadania

Powtórzenie wiadomości z klasy I. Cząsteczkowa budowa materii. Ciśnienie, prawo Pascala - obliczenia.

Podstawy fizyki sezon 1 IX. Mechanika płynów

J. Szantyr -Wykład 2 Poważne wprowadzenie do Mechaniki Płynów

Nauka o Materiałach. Wykład VIII. Odkształcenie materiałów właściwości sprężyste. Jerzy Lis

1. Za³o enia teorii kinetyczno-cz¹steczkowej budowy cia³

Zadanie 1. Zadanie 2.

Podstawy fizyki sezon 1 IX. Mechanika płynów

WYKONUJEMY POMIARY. Ocenę DOSTATECZNĄ otrzymuje uczeń, który :

J. Szantyr - Wykład 3 Równowaga płynu

ZAKŁAD POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH I SILNIKÓW SPALINOWYCH ZPSiSS WYDZIAŁ BUDOWY MASZYN I LOTNICTWA

Wyznaczanie gęstości i lepkości cieczy

Statyka najstarszy dział mechaniki, zajmujący się zachowaniem obiektów (ciał) fizycznych poddanych działaniu sił, lecz pozostających w spoczynku 1.

DYNAMIKA SIŁA I JEJ CECHY

. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest porównanie na drodze obserwacji wizualnej przepływu laminarnego i turbulentnego, oraz wyznaczenie krytycznej licz

DZIAŁ TEMAT NaCoBeZu kryteria sukcesu w języku ucznia

WYZNACZANIE GĘSTOŚCI CIECZY ZA POMOCĄ WAGI HYDROSTATYCZNEJ. Wyznaczenie gęstości cieczy za pomocą wagi hydrostatycznej.

WYMAGANIA EDUKACYJNE FIZYKA ROK SZKOLNY 2017/ ) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych

DZIAŁ TEMAT NaCoBeZu kryteria sukcesu w języku ucznia

OPŁYW PROFILU. Ciała opływane. profile lotnicze łopatki. Rys. 1. Podział ciał opływanych pod względem aerodynamicznym

mgr Anna Hulboj Treści nauczania

STATYKA I DYNAMIKA PŁYNÓW (CIECZE I GAZY)

FIZYKA KLASA 7 Rozkład materiału dla klasy 7 szkoły podstawowej (2 godz. w cyklu nauczania)

Podstawowe pojęcia wytrzymałości materiałów. Statyczna próba rozciągania metali. Warunek nośności i użytkowania. Założenia

KOLOKWIUM w piątek 8 grudnia

18. Siły bezwładności Siła bezwładności w ruchu postępowych Siła odśrodkowa bezwładności Siła Coriolisa

Spełnienie wymagań poziomu oznacza, że uczeń ponadto:

Ćwiczenie 2: Wyznaczanie gęstości i lepkości płynów nieniutonowskich

Pomiar ciśnienia krwi metodą osłuchową Korotkowa

Przedmiotowy system oceniania z fizyki

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI CIECZY NA PODSTAWIE PRAWA STOKESA

ĆWICZENIE I POMIAR STRUMIENIA OBJĘTOŚCI POWIETRZA. OPORY PRZEPŁYWU PRZEWODÓW WENTYLACYJNYCH

Właściwości reologiczne

Wykład 7. Mechanika płynów

Fizyczne właściwości materiałów rolniczych

Mechanika płynów : laboratorium / Jerzy Sawicki. Bydgoszcz, Spis treści. Wykaz waŝniejszych oznaczeń 8 Przedmowa

WYMAGANIA EDUKACYJNE I KRYTERIA OCENIANIA Z FIZYKI KLASA I

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI CIECZY NA PODSTAWIE PRAWA STOKESA

Fizyka i astronomia klasa I Wymagania edukacyjne na oceny śródroczne ( za I półrocze)

Zastosowania Równania Bernoullego - zadania

Ćwiczenie 2: Wyznaczanie gęstości i lepkości płynów. Rodzaje przepływów.

11. WŁASNOŚCI SPRĘŻYSTE CIAŁ

Fizyka 1 Wróbel Wojciech

WYDZIAŁ LABORATORIUM FIZYCZNE

Mechanika Płynów Fluid Mechanics

Filtracja prowadzona pod stałą różnicą ciśnień

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, INSTYTUT INŻYNIERII BIOMEDYCZNEJ I POMIAROWEJ LABORATORIUM POMIARÓW WIELKOŚCI NIEELEKTRYCZNYCH I-21

Prędkości cieczy w rurce są odwrotnie proporcjonalne do powierzchni przekrojów rurki.

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI ROK SZKOLNY KLASA I D, MGR. MONIKA WRONA

Przedmiotowy system oceniania z fizyki dla klas pierwszych

ICT w nauczaniu przedmiotów matematycznych i przyrodniczych w gimnazjach

WYMAGANIA NA POSZCZEGÓLNE OCENY Z FIZYKI W KLASIE I GIMNAZJUM 2016/2017

SPIS TREŚCI ««*» ( # * *»»

Przedmiotowy System Oceniania Klasa 7

Stany skupienia materii

Wymagania edukacyjne z fizyki dla klasy 7

KOŃCOWOROCZNE KRYTERIA OCENIANIA Z FIZYKI DLA KLAS I. przygotowała mgr Magdalena Murawska

Fizyka Klasa VII Szkoły Podstawowej WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE STOPNIE Opinia nr:

Fizyka Klasa VII Szkoły Podstawowej WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE STOPNIE Opinia PPP

Doświadczenie B O Y L E

Tabela wymagań programowych i kategorii celów poznawczych

Metoda Elementów Skończonych

Szczegółowy rozkład materiału z fizyki dla klasy I gimnazjum zgodny z nową podstawą programową.

Ćwiczenie laboratoryjne nr 4 (w24) BADANIE PROFILU CIŚNIENIA I NATĘŻENIA PRZEPŁYWU GAZÓW W RUROCIĄGU

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE SPRĘŻYSTOŚĆ MATERIAŁ. Właściwości materiałów. Właściwości materiałów

Kryteria oceny uczniów

Przedmiotowy System Oceniania Klasa 7

WYMAGANIA SZCZEGÓŁOWE Z FIZYKI KLAS 7. Cele operacyjne Uczeń: rozróżnia pojęcia: ciało fizyczne i substancja oraz podaje odpowiednie przykłady

10. FALE, ELEMENTY TERMODYNAMIKI I HYDRODY- NAMIKI.

Przedmiotowe Zasady Oceniania Klasa 7

Przedmiotowy System Oceniania Klasa 7

Wymagania edukacyjne z Fizyki w klasie 7 szkoły podstawowej w roku szkolnym 2018/2019

Plan wynikowy. Klasa Wykonujemy pomiary

J. Szantyr Wykład nr 19 Warstwy przyścienne i ślady 1

Wymagania edukacyjne na poszczególne oceny. Klasa 7

Kalkulator Audytora wersja 1.1

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Ciśnienie atmosferyczne

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI

J. Szantyr Wykład 10 Stan naprężenia w płynie

Transkrypt:

Płynem nazywamy ciało łatwo ulegające odkształceniom postaciowym. Przeciwieństwem płynu jest ciało stałe, którego odkształcenie wymaga przyłożenia stosunkowo dużego naprężenia (siły). Ruch ciała łatwo podlegającego odkształceniom jest trudny, ponieważ nie można, jak w przypadku ciała stałego, takiego ciała sprowadzić do punktu materialnego. Z punktu widzenia naprężenia (siły) przyłożonego do ciała rozróżniamy: - ciała sztywne (ciała stałe) - płyny (ciecze i gazy)

X Naprenie przyoone do ciaa sztywnego jest wektorem, który to wektor zaley od kierunku rzutowania F F x

Naprenie przyoone do pynu jest wektorem normalnym. Wektor normalny jest zawsze prostopady do powierzchni, przez któr dziaa i w zwizku z tym jego warto nie zaley od skierowania tej powierzchni

Pyny charakteryzuj si nastpujcymi wasnociami: - dua ruchliwo czstek pynu wzgldem siebie - doskonaa sprysto objtociowa - odwracalna moliwo podziau na dowoln ilo czci

Ciecze i gazy nie różnią się podstawowymi własnościami, a jedynie ich wartością. W szczególności gęstość i lepkość cieczy jest wielokrotnie większa od gęstości i lepkości gazów

Najważniejszymi z punktu widzenia mechaniki własnościami płynów są: - gęstość ρ - ciężar właściwy γ - lepkość - rozszerzalność objętościowa (rozszerzalność cieplna) - ściśliwość

Płyny i ich własności 3 m kg V m ρ kg m m V v 3 ρ 1 v 3 m N V Q γ g V g m V Q ρ γ

Z punktu widzenia ściśliwości (a także rozszerzalności cieplnej) płyny dzielimy na: - płyny ściśliwe (gazy) - płyny nieściśliwe (ciecze) Dla gazów związek dla ciśnienia, gęstości i temperatury opisuje równanie Clapeyrona p ρ R T

Dla niedużych zmian ciśnienia gaz może być traktowany jako płyn nieściśliwy (np. przy przepływie w wentylatorze). Ciecze są traktowane jako płyny nieściśliwe, ponieważ dopiero przy ciśnieniach rzędu 100[MPa] ściśliwość cieczy może mieć wpływ na działanie maszyn lub urządzeń.

Opór wystpujcy wewntrz pynu zwizany z ruchem czstek pynu wzgldem siebie nazywamy lepkoci. Na zasadzie analogii lepko moe by okrelona jako tarcie wewntrzne. Model tarcia T f N nie jest waciwym modelem do opisu lepko ci, poniewa opór ruchu czstek wzgldem siebie w rónych miejscach p ynu moe by róny przy tej samej wartoci naprenia (siy) wywoujcego ruch

Model odkszta cenia sprystego ciaa sztywnego wywoanego napreniem stycznym σ E ε h l

Naprenie styczne odksztaca ciao sztywne o ksztacie prostopad ocianu przemieszczajc górna paszczyzn prostopadocianu o odlego l wywoujc odksztacenie wzgldne l ε h Prawo Hoocka przyjmuje posta τ E l h

w x

Równanie Newtona τ η w x

Lepko dynamiczna η τ Pa Pa s w m x s m

Płyny i ich własności s m kg m s m s kg m kg s Pa 3 3 ρ η ν Lepko kinematyczna

Lepko moe by wyraona take w nastpujcych jednostkach: - lepko dynamiczna puaz [P] 1[P] 0,1 [Pa s] - lepko kinematyczna stokes [St] 1 [St] 10-4 [m /s]

Lepko pynów zaley od temperatury. Lepko cieczy bardzo silnie maleje wraz ze wzrostem temperatury. Lepko gazów w niewielkim stopniu zaley od temperatury. W przeciwiestwie do cieczy lepko gazów ronie wraz z temperatur. Pyn speniajcy równanie Newtona nazywany jest pynem niutonowskim. Lepko pynu niutonowskiego nie zale y od cinienia. Pyn, którego lepko zaley od cinienia nazywamy pynem tiksotropowym.

Siły działające w płynach można podzielić na: - siły objętościowe (wartość siły zależy od ilości płynu i jest proporcjonalna do masy lub objętości płynu; siła objętościowa jest wektorem, który może być rozłożony na składowe) - siła ciężkości - siła bezwładności - siły powierzchniowe (wartość siły nie zależy od ilości płynu i kierunku, zależy od wielkości powierzchni, przez którą działa; stąd siła powierzchniowa ma wymiar naprężenia) - siła normalna ciśnienie - siła styczna lepkość

Próżnia (brak materii) jest zerem bezwzględnym dla ciśnienia. Ciśnienie bezwzględne jest to ciśnienie mierzone względem próżni. Każdy inny pomiar ciśnienia jest pomiarem względem otaczającej materii, czyli jest pomiarem względnym

p B (cinienie bezwzgldne) p b (cinienie atmosferyczne) p B p B -p b (cinienie wzgldne nadcinienie) 0 A B p A (cinienie bezwzgldne) p A p A -p b (cinienie wzgldne podcinienie)

Ciśnienie atmosferyczne nie ma wartości stałej. Przybliżona wartość ciśnienia atmosferycznego na poziomie morza wynosi p b 1000 [hpa] 100 [kpa] 0,1 [MPa]. Ciśnienie atmosferyczne określa jednocześnie maksymalną wartość podciśnienia, które nie może być wyższe, niż ciśnienie atmosferyczne.

W płynach znajdujących się pod działaniem siły ciężkości występuje ciśnienie hydrostatyczne. Ciśnienie atmosferyczne jest ciśnieniem hydrostatycznym powietrza. Ciśnienie hydrostatyczne pochodzi od ciężaru płynu znajdującego się nad daną powierzchnią.

Płyny i ich własności Q h S S g m S Q S F p h S V m V m ρ ρ ρ h g S g h S S g m p ρ ρ

Prawo Pascala mówi, że ciśnienie hydrostatyczne zależy od wysokości słupa cieczy, a nie zależy od ilości cieczy. Obecnie uogólnia się prawo Pascala do stwierdzenia: wartość bezwzględna ciśnienia nie zależy od skierowania elementu, przez które ono działa

Płyny i ich własności

H H 1 p p p 1 ρ g H ρ1 g H1 ρ g H ρ ρ 1 H H 1

U-rurka jest najprostszym przyrządem do pomiaru różnicy ciśnień p 1 p p h p p 1 ρ g h

Płyny i ich własności

Do pomiaru różnicy ciśnień można także użyć membrany lub mieszka sprężystego. Miarą różnicy ciśnień jest ugięcie membrany lub przesunięcie mieszka sprężystego.

Płyny i ich własności

p b p S S 1 x S > 1 S F ( p ) 1 S 1 p b S ( p ) F p b Fsprprys ci k x Fsprprys ci F 1 F k x 1 ( S S ) ( p ) k p p x b S S 1 p b

Płyny i ich własności

Płyny i ich własności

x p 1 p p F S p 1 1 F S F p 1 F S 1 p F F sprprysci sprprysci k x 1 p ( p ) k x F 1 F ( ) S p 1 p k S x

Naczynia połączone zakończone elementami wykonawczymi w postaci tłoków stanowią prostą maszynę hydrauliczną prasę hydrauliczną

d 1 F 1 F d p 1 p

Płyny i ich własności p p p 1 1 1 1 1 1 1 1 4 4 d F d F S F p π π 4 4 d F d F S F p π π 1 1 4 4 d F d F π π 1 1 d d F F

Płyny i ich własności

Prasa hydrauliczna pozwala na uzyskanie bardzo dużych sił przy dużym stosunku średnic tłoków nawet przy niedużym ciśnieniu w prasie

Płyny i ich własności

Płyny i ich własności

Płyny i ich własności

Płyny i ich własności