Zakład ad Mechaniki PłynP ynów i Aerodynamiki
Tunel aerodynamiczny o obiegu otwartym z komorą Eiffela
Badania modelowe Cele poznawcze: - pozyskanie informacji na temat procesów zachodzących w przepływach Cele utylitarne: - szybsze, tańsze i bezpieczniejsze przeprowadzenie badań bez wykonywania prototypów - weryfikacja nowych rozwiązań konstrukcyjnych - weryfikacja metod obliczeniowych
Narzędzia badawcze Podstawowymi narzędziami aerodynamiki doświadczalnej są tunele aerodynamiczne: - poddźwiękowe - transoniczne - naddźwiękowe - hiperdźwiękowe wyposażone w specjalistyczne układy pomiarowe Istnieje wiele układów konstrukcyjnych tuneli zależnych od przeznaczenia tunelu - tunele o obiegu zamkniętym - tunele o obiegu otwartym
Kryteria podobieństwa.czyli przenoszenie wyników badań modelowych na obiekt naturalny Podobieństwo geometryczne: `` α V s? α L m V m L s obiekt rzeczywisty model
Kryteria podobieństwa Kryteria dynamiczne np. - Liczba Reynoldsa Re= siły bezwładności tarcia wewnętrznego - Liczba Macha 2 Ma= siły bezwładności siły ciśnieniowe - Szybkobieżność lub posuw λ= prędkość wierzchołka łopaty prędkość wiatru Inne: np. sztywnościowe, geometria mas etc.
Schemat działania ania tunelu aerodynamicznego konfuzor przestrzeń pomiarowa V=5 m/s p=var V=45 m/s dyfuzor wentylator dyfuzor 27 m/s 14 m/s V=0 m/s ciśnienie atmosferyczne ciśnienie atmosferyczne waga prostownica strug siatki deturbulizujące
Badania w tunelu Badania modelowe globalnych charakterystyk aerodynamicznych śmigieł lotniczych i śmigieł sterujących śmigłowców (ciąg i moment obrotowy Badania modelowe charakterystyk energetycznych i aerodynamicznych wirników turbin wiatrowych (krzywa mocy CP vs. λ) Wzorcowanie anemometrów wiatraczkowych i czaszowych Źródło: FH-Bohum
Badania z zastosowaniem tunelu Wyznaczanie rozkładu aerodynamicznego obciążenia wirnika (śmigła, turbiny wiatrowej) Diagnostyka przepływowa pracy wirnika Bilanse energetyczne przepływów śmigłowych Promieniowe obciążenie śmigła. Pomiary własne
Badania w tunelu Wyznaczanie metodami ciśnieniowymi charakterystyk profili dla łopat turbin i płatów nośnych samolotów -1.5 ΔCp -1.0-0.5 α NLF(1)-0416 =1,50 [st.] α =0,65 [st.] 0.0 0.5 eksperyment α =1,50 [st.] 1.0 x/c 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Rozkład ciśnienia na profilu wiatrakowym NLF(1)-0416
Badania w tunelu Badania miniaturowych aparatów bezpilotowych μrpv w skali naturalnej Badania modelowe samolotów
Badania w tunelu Wizualizacja opływu półmodelu płata delta Badania wizualizacyjne przepływów
Badania modelowe elementów konstrukcji budowlanych jak np: klapy oddymiające Badania w tunelu nasady kominowe
Techniki pomiarowe Pomiary ciśnieniowe: sondy wielotworowe
Techniki pomiarowe Sondy piętrzące o szybkiej odpowiedzi, do pomiarów szybkozmiennego ciśnienia całkowitego Termoanemometria: pomiar chwilowych wartości prędkości i turbulencji przepływu
Techniki pomiarowe Pomiary wagowe sił aerodynamicznych Sześcioskładowa aerodynamiczna waga wewnętrzna
Układ konstrukcyjny tunelu Otwarta lub zamknięta przestrzeń pomiarowa Przestrzeń zamknięta: Ograniczenia ze względu na interferencję ze ściankami tunelu Poziomy gradient ciśnienia dp/dx Trudny dostęp do przestrzeni pomiarowej Brak (?) pulsacji ciśnienia Mniejsze niż przy otwartej p.p. opory przepływu spadek ciśnienia wiry wierzchołkowe
Układ konstrukcyjny tunelu Przestrzeń otwarta Swobodny dostęp do strumienia Obszar bez poziomego gradientu ciśnienia dp/dx=0 Możliwość zastosowania większych modeli śmigieł/wirników (do 70% rdzenia) Większe opory niż w przypadku przestrzeni zamkniętej Zagrożenie pulsacjami prędkości Częstotliwość Helmholtza strugi Częstotliwość rezonansowa pomieszczenia
Układ konstrukcyjny tunelu konfuzor szewrony V=5 m/s p=const komora Eiffla dyfuzor wentylator dyfuzor 27 m/s V=45 m/s 14 m/s waga kolektor pierścieniowy prostownica strug siatki deturbulizujące
Opis tunelu Tunel o obiegu otwartym ze strugą swobodną w komorze Eiffela z pasywnym tłumieniem pulsacji ciśnienia Dane techniczne: Średnica przestrzeni pomiarowej: 1000 mm Długość przestrzeni pomiarowej: 1700 mm Komora Eiffela: 3000x3000x3000 mm Kontrakcja konfuzora: 1:9 Prędkość maksymalna: ok. 40 m/s Maks. średnica modeli wirników: 630 mm Maks. Średnica brył osiowosymetrycznych: 250 mm Gustave-Alexandre Eiffel
Opis tunelu Napęd tunelu: silnik prądu stałego 90 kw Konstrukcja tunelu mieszana: stal, kompozyt szklano-epoksydowy, sklejka
1500 5000 Schemat tunelu ekran akustyczny z poliwęglanu komórkowego na ramie stalowej układ wlotowy 1500 300 3000 3000 2200 1000 1200 1300 konfuzor komora Eiffel'a kolektor 1800 elastyczna uszczelka wentylator osiowy ok. 1300 deflektor strug krata zapobiegająca powstawaniu wiru wlotowego 4450 2500 φ1000 struga swobodna dyfuzor 1 2500 dyfuzor 2 ok. 14000 wibroizolacja
Oferta badawcza Zakładu adu Badania aerodynamiki śmigieł lotniczych, łopat wirników elektrowni wiatrowych Badanie przepływ ywów Badania miniaturowych aparatów w bezpilotowych μrpv w skali naturalnej Badania modelowe samolotów Badanie, projektowanie i sterowanie nasadek kominowych Projektowanie i badanie elementów w i układ adów pneumatycznych Projektowanie i badanie maszyn przepływowych Projektowanie urządze dzeń odpylających Obliczanie hydrodynamiczne mikro- i nanoprzepływ ywów Projektowanie i budowa tensometrycznych przetworników wielkości mechanicznych Projektowanie tłumikt umików w hałasu asu w układach wentylacyjnych