Pio SYNOWIEC, Pio PIECHOTA, Wisław WĘDRYCHOWICZ, Au ANDRUSZKIEWICZ Polichia Wocławsa, Wydiał Mchaico-Egycy, Kada Todyaii, Toii Masy i Uądń Ciplych () Polichia Wocławsa, Wydiał Mchaico-Egycy () doi:0.599/48.07.09.7 Aalia doładości wsaań ppływoia uladźwięowgo w poia a ola uociągu Ssci. W pacy pdsawioo wsęp wyii badań ppływu a łui ppowadoych py poocy ppływoia uladźwięowgo głowicai aładayi a uociąg w uładi ypu Z. Swidoo, ż w odpowidi uładi głowic uladźwięowych ożliw js wyoai poiau suiia ppływu w wypłioy uociągu py asosowaiu współcyia popawowgo. Absac. Th pap pss h pliiay suls of sudis of liquid flow a bhid h Habug ac caid ou usig a ulasoic flow wih Z-yp clap-o ssos o pipli. I has b foud ha i a suiabl aag of ulasoic cla-o ssos o pipli i is possibl o asu flow i a filld pipli usig a cocio faco. (Aalysis of h accuacy of h ulasoic flow i h asu bhid h pip's lbow). Słowa lucow: iicwo gyc, uladźwięowy poia ppływu, ppływ abuoy. Kywods: Egy asu, ulasoic flow asu, disubac flow. Wsęp W pysłowych poiaach bilasowych ających a clu poia suiia ppływu wysępującgo w óżych isalacjach, idy iyi gycych, coa cęścij wyoysywa są uądia biwayj. Do go ypu uądń alicyć oża ppływoi uladźwięow oa loagyc. W ayul oważa będą poiay wyoywa odą uladźwięową, jao podsawowa oda biwayja, i wpowadająca sa ciśiia oa dodaowych abuń ppływu. Sosowai go ypu owiąań js ooici uasadio, wględu a ba oicości ayaia uądń pacujących w ybi ciągły do oażu iych uądń poiaowych, igujących w suuę uociągu. Dlaowaa p poduców doładość ppływoiy uladźwięowych wyosi % wyświloj waość suiia ppływu. Taa doładość js poówywala iyi uądiai poiaowyi wyoysywayi do poiaów ppływu, ó igują aówo w uociąg, ja i w suiń ppływu [] []. Uysai aij doładości obaco js waui achowaia odpowidigo owiięcia pofilu pędości. Poia suii objęości odai uladźwięowyi oż apoać a udości chic. Uądia są ważliw a buia ppływu wiąa iachowai dlaowaych p poduców odciów posych aówo pd ja i a pu poiaowy [3]. Cl pacy js spawdi ożliwości poiau suiia ppływu cicy a l abuający pofil pędości, óy js łu habusi, w pypadu iachowaia alcaych p poduca ppływoia odciów posych. Badaia doświadcal wyoao dwoa ppływoiai uladźwięowyi: Posoic Flow 9 oa Posoic Flow 93T. Zasada poiau Oba ppływoi, ó osały wyoysa do ppowadia poiaów pacują w opaciu o asadę Tasi-Ti, js o oda pacy uądia, óa polga a poia óżicy casu pjścia fali uladźwięowj iędy dwoa cujiai. Fala uladźwięowa pchodi godi pąd ppływającgo płyu oa w iuu pciwy do pądu ppływającgo płyu, aoias óżica casów pjścia js popocjoala do pędości płyu. [4] Jdosa cala ppływoia, po wpowadiu paaów goycych uociągu, j. obwodu lub śdicy uociągu i gubość ściai plica godi ówai ciągłości suiń objęości płyu, co powala a wyświlacu pować chwilową waość suiia objęości. Możliw js aż jsowai sygału iialy iwał póbowaia, óy osał ośloy dla ażdgo ppływoiy [5]. Zasadę poiaową w pypadu pojdycgo pjścia fali uladźwięowj idy cujiai (oda Z ) pdsawia ysu. (b uwględiia gubości ścia uociągu). Rys.. Raliacja poiau suiia ppływu oda ypu Z (objaśiia w ści) Moda poiaowa w uładi ypu Z js bado cęso wyoysywaa w poiaach ppowadaych dla uociągów o dużych śdicach, poiważ powala oa doładij wyoać poia casów pjścia fali uladźwięowj idy cujiai. Sosowai ody ypu Z alca js wględu a ijsi wpływu łuiia fali uladźwięowj. Różica casów pjścia fali uladźwięowj = iędy cujiai US i US pdsawioa osała w ówaiu (4): () c si c i () c si c i Rówaia () i () pdsawiają casy pjścia fali uladźwięowj pąd oa pod pąd, gdi l - doga i i 34 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-097, R. 93 NR 9/07
pbya p falę uladźwięową w cicy, l I doga pbya p falę uladźwięową w liach głowic oa w ściaach, śdia pędość płyu w uociągu, c pędość popagacji fali uladźwięowj w płyi, c i pędość popagacji fali uladźwięowj w liach głowic i ściaach, α ą poiędy dogą fali uladźwięowj a śdicą uociągu. Rówai (3) pdsawia ogólą posać óżicy casu pjścia fali uladźwięowj, poiędy głowicai dla pypadu, w óy głowic ppływoia uladźwięowgo oisco są po poiiu uociągu w a way uładi ypu Z [4]. (3) c si i ci c si i ci Tai owiąai powala a spawdi wsaań ppływoia aówo w alcaych p poduca uładach oażowych, ja ówiż w uładach isadadowych, ó i osały pwidia p poduca uądia poiaowgo w douacji chicj. Cl badań js wyaci współcyiów popawowych, ających a adai wsaai pawidłowgo wyiu poiau wyoago w wauach isadadowych a łui, w alżości od odlgłości a l abuający ppływ oa w alżości od ąa płascyy poiaowj wyacoj wględ płascyy lu abuającgo ppływ. (4) l si ( si c) ( si c) Sposób aliacji poiaów Poia osał wyoay py poocy dwóch ppływoiy uladźwięowych fiy Edss+Haus Posoic Flow 9 oa Posoic Flow 93T. Piwsy ppływoi osał aooway godi alciai poduca py achowaiu odpowidigo owiięcia pofilu pędości a odciu dopływowy do łuu habusigo pdsawiogo a ysuu! Ni oża odalźć źódła odwołaia.. Badaia wyoywa były a salowy uociągu w odciu łocy, co daj pwość wypłiia uociągu w cały poju. Tai owiąai uładu poiaowgo daj pwość wyoaia poiau iabuogo wysępowai fay gaowj w isalacji. Poiważ ai pypad abuia faą gaową oż w acący sposób wpłyąć a doładość wyoywaych poiaów, co js auważal w odchyliach sadadowych waości pędości. Wyia o iay pędości fali uladźwięowj podcas pjścia p gaicę fa cicga. Rys. 3. Scha oiscia głowic uladźwięowych wględ osi długij uociągu Rys. 4 Pjści fali uladźwięowj w sysi asi-i dla ośloj płascyy poiaowj w uładi ypu "Z" Rys.. Scha poiaowy a łui w alżości od odlgłości wyażoj w DN Poia był wyoyway w odlgłościach od 0 do 5 śdic oialych a ola, w óżych płascyach oażowych, woół osi podłużj uociągu. Głowic ppływoia Posoic Flow 93T były oowa pod ąai od 0 0 do 330 o w iwal co 30 o. Scha oażowy osał w sposób scgółowy pdsawioy a ysuu 3! Ni oża odalźć źódła odwołaia.. Wyii poiaów W ablach,, 3 pdsawioo poglądowo bioc da, uysa dla pyładowych odlgłości a łui o poiiu =DN. W ablach ajdują się pędości uysa aówo pd łui ja i a łui wyażo osały w /s oa pdsawio odpowidio sybolai p i. Oya pędości powoliły oyać bwyiaową waości licby Ryoldsa, oślającj odaj ppływu w uociągu. Moża auważyć, ż wsysi ppływy aówo pd łui, ja i a i chaayują się ubulcją. Zilusowa osało o a ysuach 5, 7, 9. W ablach pdsawioo ówiż bwyiaow sosui pędości pd łui do pędości a łui, ó w alżości od ąa usawiia cujiów osały obaowa a ysuach 6, 8, 0 jao współcyi popawowy K* oślający błąd, jai PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-097, R. 93 NR 9/07 35
popłia się wyoując poia a łui pod ośloy ą. Tabla. Zsawii pędości pd ola i a ola wyażoych py poocy licby Ryoldsa w odpowidich płascyach poiaowych dla płascyy 0D a ola 0D 0 30 60 90 0 50 80 0 40 70 300 330 p /s,94,954,95,95,95,95,96,97,93,933,936,940 R p - 00406 006 0095 00987 00965 0004 9934 9976 9990 000 0066 0035 /s,93,50,577,774,85,937,7,0,99,755,638,5 R - 66904 7837 8600 9766 94444 0034 470 435 03048 908 84730 78765 / p - 0,666 0,773 0,809 0,909 0,935 0,99,57,53,03 0,908 0,846 0,785 /s (θ) dla 0D 0 30 60 90 0 50 80 0 40 70 300 330 0D pd ola θ 0D a ola 70 300 40 0 330 30 0 K* (θ) dla 0D 80 50 60 90 0 Rys. 5. Wys pędości w alżości od ąa θ usawiia głowic, dla poju poiaowgo 0D a łui Rys. 6. Wys współcyia K* w alżości od ąa θ usawiia głowic, dla poju poiaowgo 0D a łui Tabla. Zsawii pędości pd ola i a ola wyażoych py poocy licby Ryoldsa w odpowidich płascyach poiaowych dla płascyy 5D a ola 5D 0 30 60 90 0 50 80 0 40 70 300 330 p /s,94,945,943,933,937,943,947,948,96,9,97,97 R p - 00439 0063 00548 0005 0036 00539 00744 0080 993 98876 998 996 /s,640,830,908,0,048,037,08,009,997,95,78,649 R - 8486 94669 98699 0407 05944 05386 04904 03949 0339 99083 88909 853 / p - 0,845 0,94 0,98,040,057,048,04,03,04,00 0,896 0,860 /s (θ) dla 5D 0 30 60 90 0 50 80 0 40 70 300 330 5D pd ola θ 5D a ola 70 300 40 0 330 30 0 K* (θ) dla 5D 80 50 60 90 0 Rys. 7. Wys pędości w alżości od ąa θ usawiia głowic, dla poju poiaowgo 5D a łui Rys. 8. Wys współcyia K* w alżości od ąa θ usawiia głowic, dla poju poiaowgo 5D a łui Tabla 3. Zsawii pędości pd ola i a ola wyażoych py poocy licby Ryoldsa w odpowidich płascyach poiaowych dla płascyy 5D a ola 5D 0 30 60 90 0 50 80 0 40 70 300 330 p /s,958,95,950,949,954,95,955,9584,959,959,959,965 R p - 085 0099 00884 0085 0083 00974 09 033 0357 036 0374 0533 /s,94,0,008,096,09,99,974,054,068,979,966,984 36 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-097, R. 93 NR 9/07
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-097, R. 93 NR 9/07 37 R - 004 0456 03868 05009 04464 03057 034 0684 06969 0364 0693 995 / p - 0,99,035,030,04,033,0,00,049,055,00,003 0,978 Rys. 9. Wys pędości w alżości od ąa θ usawiia głowic, dla poju poiaowgo 5D a łui Rys. 0. Wys współcyia K* w alżości od ąa θ usawiia głowic, dla poju poiaowgo 5D a łui Poiżj pdsawioo aayc odl oładu pofilu pędości opa a ówaiu Padla i udosoalo p Salaigo [6]. Uysa wyii aisco w abli Tabla 4 powalają wiosować, óy odl w pypadu abuia, óy js łu habusi, daj ajijsy błąd wsaaia pędości w alżości od ąa, pod óy usawioo cujii. W odlach Salaigo wyoysao asępując oacia, ico odi od doychcasowo pyjęych: - śdią pędość ioą pd abui, oyca pędość wysępująca a abui - odsuięci od osi aału, ą θ odchyli od płascyy lu abuającgo [7]. W oycych odlach 4 uwględioo współcyii,,, ó są alż od licby Ryoldsa oa ówaia Padla [7] Modl (5) si gdi: =9, =4, Modl (6) si gdi: =7, =9, 0,4 Modl 3 (7) cos gdi: =9, =4, 0,04 Modl 4 (8) si gdi: =9, =, 370 3, Modl 5 (9) si 0, gdi: =7, =9,, 0 Modl 6 (0) si 0, gdi: =7, =9,, 0 Modl 7 () gdi: =9, =4, 5 Modl 8 () cos gdi: =9, =4, Modl 9 (3) si gdi: =9, =4, 3 Modl 0 (4) 0, si gdi: =9, =9, 683 0, Modl (5) 0, si gdi: =7, =9, 0, Modl (6) si gdi: =9, =, 750 6, Modl 3 (7) 3 si gdi: =7, =9, Modl 4
0,3 (8) si 5 gdi: =4, =9, Tabla 4. Zsawii błędów poiaowych w fucji ąa usawiia głowic, uysaych a podsawi aaycych odli oładu pędości L.A. Salaigo Modl 0 30 60 90 0 50 80 0 40 70 300 330 śdi - % % % % % % % % % % % % %,07,47 5,9 9,46 0,76 8,06,07,8 8,3 4, 3,6 4,3,50 3,73 5, 8,5,00 3,8 0,6 3,73 4,09 5,36,07 0,3,4 3,5 3,07,07,06 0,44 7,8,35 4,0 7,44 4,85,00 8,4 0,8 7,60 4,07,38,85 0,4 3,4 7,67,07 3,08 3,75 3,45,66,77 8,46 5 3,73 0,99 6,4 6,93,39 5,35 3,73 3 4,33 4,76,33 8,0 3,9 6 3,73 6,47 33,6 34,40 9,85, 3,73 6,94 3,3,7 5,3 9,6 6,76 7,07 9,07 4,47 0,95 5,8 9,3 0,30 9,3 5,8 0,95 4,47 9,07 6,69 8,07 0,6 8,40 5,7 5,7 8,84,07 7,95 0,38 4,96,9 6,7 6,93 9,07 9,43,6 4,96 3,8 5,87,07 5,87 3,8 4,96,6 9,43 6, 0,07 4,39 7,95 3,00 6,06 5,65,07 6,9,83 6,5,44 7, 6,94 3,73 0,99 0,69 7,60 4,9 5,35 3,73 6,94 4,63 8,3,6 9,6 5,07 30,78 37,35 34,43 6,64 7,99,07 6,97 5,60 6, 7,83 9,63 7,3 3 3,73,64 3,73 86,78 3,73 59,9 3,73 66,34 3,73 0,6 3,73 7,04 8,8 4,49 4,4 3,36 0,83 8,5 7,7,49 8,74 4,43 3,44 6,33 0,0 4, Wiosi W abli u Tabla 4 wyóżio osały błędy ajdując się w asi % dodaowj ipwości poiau ppływoia uladźwięowgo, wyiającj oażu ppływoia. Na podsawi uysaych wyiów wiosować oża, ż ajdoładijsy odl aaycy js odl 4, óy puu widia jdosowgo podjścia do poiau w ośloy ąci usawiia głowic js ajdoładijsy. Jdaż, gdyby spojć całościowo o ajdoładijsyi odlai są odl 7-0, óych śdi błąd i paca 7%. Na podsawi powyżsgo oża swidić, ż ożliwy js poia bpośdio a abui, óy js łu habusi, py i asosowaiu się do alcń oażowych poduca ppływoiy, jdaż poia będi obacoy ośloy błęd, więsający ipwość poiau śdio o o. % Powoli o a syowai uysaych waości do waości aężia ppływu blisi cywisgo ppływu. Auoy: g iż. Pio Syowic, Polichia Wocławsa, Wydiał Mchaico-Egycy, Kada Todyaii, Toii Masy i Uądń Ciplych, Wybż Wyspiańsigo 7, 50-370 Wocław, E-ail: pio.syowic@pw.du.pl; iż. Pio Pichoa, sud Polichii Wocławsij, Wydiał Mchaico- Egycy, Wybż Wyspiańsigo 7, 50-370 Wocław, E- ail: p-picho@wp.pl; d iż. Wisław Wędychowic, Polichia Wocławsa, Wydiał Mchaico-Egycy, Kada Todyaii, Toii Masy i Uądń Ciplych, Wybż Wyspiańsigo 7, 50-370 Wocław, E-ail: wislaw.wdychowic@pw.du.pl; d hab. iż. Au Adusiwic pof. PW, Polichia Wocławsa, Wydiał Mchaico-Egycy, Kada Todyaii, Toii Masy i Uądń Ciplych, Wybż Wyspiańsigo 7, 50-370 Wocław, E-ail: au.adusiwic@pw.du.pl LITERATURA [] Cichoń M., Biwayj poiay ppływu, cyli opawa iai c. I, Pod Koolą, Auoaya i Poiay, 04, 4, -3 [] Cichoń M., Biwayj poiay ppływu, cyli opawa iai c. II. Pod Koolą, Auoaya i Poiay, 05,, -3 [3] Syowic P., Wędychowic W., Adusiwic A., Poiay suii ppływów odai uladźwięowyi a osi uociągu, Eloia: chologi, osucj, asosowaia, 06, 09, 98-00 [4] Waluś S., Ppływoi uladźwięow: Modya sosowaia, Wydawicwo Polichii Śląsij, Gliwic 997 [5] Syowic P., i ii, Badaia ożliwości poiau suiia objęości cyia dwufaowgo ppływoi uladźwięowy, Pgląd Elochicy, 9 (05), 0, 79-8 [6] Moo P. I., Bow G. J., Sipso B. P., Ulasoic asi-i flows odlld wih hoical lociy pofils: hodology, Masu Scic ad Tchology, (000), 80-80 [7] Salai L. A. Eos i h lociy aa hod of asuig asyic flows i cicula pips, Mod dlops i Flow asu, Spb 97, 38-399 38 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-097, R. 93 NR 9/07