Улетная тема

[Anatoliy.]

Будет ли манометр показывать уменьшение давления если струя  будет обдувать такую изогнутую пластинку, и будет ли показывать манометр уменьшение давления если эта пластинка будет двигаться в неподвижном воздухе? 

Все умничают, но ответа на вопрос я не нашел.
1. Будет.
2. Не будет.

При таком раздвоении Вашего мнения, пожалуйста, уточните при какой толщине обдуваемой струи манометр перестанет фиксировать уменьшение давления.
Я Вас так понял, что если толщина струи стремится к бесконечности (случай движения установки в неподвижном воздухе), то эффект "пульверизатора" равен нулю, а в случае малой толщины струи - эффект "пульверизатора" максимален.
Тогда чему равен этот эффект при толщине струи стремящейся к нулю? И чему должна быть равна толщина струи для получения максимума эффекта "пульверизатора"?

 

[Ugra]

@ JohnDoe

А про "0,6" забыл?
Статдавление будет ещё выше и зафиксировать малые перепады давления Р*-Рдин сложно даже водяным микроманометром (1 мм.вд.ст = 10 Па или 2мм.вд.ст = 10 Па).
Получается, что скорость потока в эксперименте должна быть не менее 8...10 м/с - приличный ветер для балкона.
Цифры помогают оценить возможности, потребности и желания ДО опыта.
Расчеты "постфактум" чаще всего подтверждают неизбежность факта. 🙂

 

[JohnDoe]

А про "0,6" забыл?

Точно! :-[ У меня уже глубокая ночь была, но всё же :-[ :-[
Исправляю:
Для V = 1 м/с Рстат = 101325 Па - 0,6 * 1[sup]2[/sup] = 101324,64 Па;
Для V = 5 м/с Рстат = 101325 Па - 0,6 * 5[sup]2[/sup] = 101316 Па;
Для V = 10 м/с Рстат = 101325 Па -- 0,6 * 10[sup]2[/sup] = 101289 Па;
Для V = 100 м/с Рстат = 101325 Па - 0,6 * 100[sup]2[/sup] = 97725 Па;

Цифры помогают оценить возможности, потребности и желания ДО опыта.
Расчеты "постфактум" чаще всего подтверждают неизбежность факта.

А никто и не собирался ничего мерить, особо. И расчёт у меня был, вычислял я возможную ПС. Собсвенно Рдин = 0,6 * V^2 это и есть разность статических давлений в нашем "балконном" случае, т.е. ПС на 1 м[sup]2[/sup](1 Па = 1 Н/м[sup]2[/sup]) Зная площадь и перепад стат.давлений(равный, в нашем случае, динамическому) можно посчитать теоритическую ПС.
Но достижение какой-либо ощущаемой ПС не планировалось, т.к. вентилятор больно дохлый и установка корява.

 

[PFELIX]

Ну, вот, пришел. Меня пытались оболванивать, за меня и ответили.

Точно!

Осталось 2 вопроса:
1. А как же погранслой (то есть меряется давление не в струе, а нечто среднее ближе с атмосферному и, возможно, сильно ближе, имхо);
2. На каком этапе выхода струи из сопла ее полное давление равно атмосферному? (хотелось бы разъяснений, даже если вопрос кажется тупым

Я Вас так понял, что если толщина струи стремится к бесконечности (случай движения установки в неподвижном воздухе), то эффект "пульверизатора" равен нулю, а в случае малой толщины струи - эффект "пульверизатора" максимален.
Тогда чему равен этот эффект при толщине струи стремящейся к нулю? И чему должна быть равна толщина струи для получения максимума эффекта "пульверизатора"?

То ли (от слова Толя 🙂) ВЫ пытаетесь меня запутать, то ли сами запутались.
Я утверждаю, как раз, обратное, НО
все познается в сравнении,
а В Вашем примере, там где слой бесконечной толщины -- это и есть атмосфера, и снизу -- атмосфера, возникает вопрос: а где емкость с краской или другой жидкостью (в пульверизаторе) будет находиться.
Что с чем сравниваем? Какая разность давлений должна заставить поступать жидкость по трубке.
Прошли еще сутки. Пытался анализировать различие "тараканов" у себя и у Вас в голове. Каждый как-то всилу сложившихся стереотипов "понимает" физику процесса, но в споре "не доносит" до оппонента. Чем Вам Бернулли не угодил или разнодавленческая теория? Кажется, нашел тот краеугольный камень. Скажу сразу полной ясности у меня нет (как доказать равенство сил).
Прошу поправить меня если я неправ.
Суть Ваших рассуждений примерно такова.
По Бернулли объясняют: сверху разгон, снизу торможение -- поэтому разность давлений.
Вы же утверждаете, что поток, "ударивший" в нижнюю часть крыла, будучи так отраженным, что торможения в трубках тока не произошло, давления на протяжении трубок тока не меняет (кинетическая энергия не переходит в потенциальную), но вектор скорости меняется и импульс передается.
Иными словами (возможно, не совсем одно и тоже но близко к тому) читывать необходимо не только статическое давление, но и динамическое.
С одной стороны:
Для крыла динамическое давление -- тоже давление, и с потоком крыло по другому (не через давление) не взаимодействует (это я так понимаю).
С другой:
Факт отбрасывания потока означает, что в некоторой области возникает циркуляция потока, то есть завихрение, то есть где то (в нижней части) уменьшение скорости, а где-то (в верхней)  -- увеличение.
Кто-нибудь из присутствующих на форуме знает как доказать равенство сил или ссылку на авторитетный источник с подобным доказательством?(или указать из чего это следует).

PS. На каком этапе выхода струи из сопла ее полное давление равно атмосферному -- по моему, тут я затупил :STUPID, сам же предлагал отойти от понятия "газа" и сам же путаюсь, но если кто на пальцах объяснит (разжует или просто убедит,т.к. разжевывать то собственно нечего, на одном уровне в жидкости полное давление = const), буду благодарен. (видно, давно задач по гидравлике не решал).

 

[Ugra]

А никто и не собирался ничего мерить, особо.

А я и не заставлял! 🙂
Вот Вы посчитали, получили небольшой опыт в применении уравнения Бернулли. Несколько часов пошло на пользу.

Собсвенно Рдин = 0,6 * V^2 это и есть разность статических давлений в нашем "балконном" случае,

Почти правильно: если под пластиной Вы обеспечили заторможенный поток, когда Р* = Рстат.

 

[PFELIX]

Почти правильно: если под пластиной Вы обеспечили заторможенный поток, когда Р* = Рстат.

Поток внутри крыла можно не учитывать (замкнутая система), если неправ -- поправьте,
а нижняя поверхность крыла не обдувается.
Вопрос: так чему будет равна ПС? (для упрощения на антикрыле, обдувается верхняя плоская поверхность).

PS. А у меня и ответ есть, только не знаю как подсчитать. Помогите, а то мозги уже не шевелятся.
Для расчета необходимо рассмотреть 2 варианта.
Плоская эжектированная струя, направленная горизонтально (ее ось на плоской картинке) без взаимодействия с пластиной.
Второй вариант -- реальный. Т.к. действие равно противодействию, ПС равна усилию по деформации струи. Вязкость не учитываем. Академические работники (аля УгрешаР), будьте ласковы, памажите.

 

[Ugra]

Весь "роман" практически трудно отследить из-за его "ветвистости", поэтому я "помучил" JohnDoe простой пластиной.
Если вопрос касается устройства с вентилятором внутри профиля, то там все сложнее - даже внутри поток не будет равновесным, от него возможно появление тяги вниз(!). Опять же, мощь его вентилятора такова, что добиться "взлета" явно не удалось бы...

По антикрылу: с удовольствием бы помог, но я не являюсь специалистом в этой области аэродинамики - тут не хватит знания основ аэромеханики, даже углубленных.
Через пару недель возможна встреча со спецами, работающими "около" этой темы - спрошу и если что, то проинформирую в ЛС.

На антикрыле обдувается не только верхняя (плоская) часть... 

 

[PFELIX]

По антикрылу: с удовольствием бы помог, но я не являюсь специалистом

Термин антикрыло я применил (возможно, неудачно) ТОЛЬКО ПОТОМУ, чтобы отделить вертикальную импульсную составляющую, можно просто -- пластину, можно идеализированную задачу. Пластина обдувается только с одной стороны.
Вопрос в том, как посчитать усилие деформации струи,а также в том согласны ли Вы с моим утверждением, что (без учета вязкости) ПС равна именно усилию по деформации струи.
Какое давление на верхнем рисунке над струей и под ней?

 

[JohnDoe]

1. А как же погранслой (то есть меряется давление не в струе, а нечто среднее ближе с атмосферному и, возможно, сильно ближе, имхо);

Ну дык вычисляемые по формуле Бернулли давления(статическое и динамическое) это средние значения для потока, ИМХУ. Т.к., как я уже несколько раз говорил, если мы разобъём трубку тока на ещё более мелкие слои, то в них эти величины будут отличаться. Вот иллюстрация:

Здесь "А" - пластина, "Б" - верхняя граница трубки тока, стрелками показанно распределение скоростей(динамических давлений) в потоке. Надо сказать, что данный рисунок не учитывает взаимодействие с неподвижной атмосферой(он вообще про движение пластины "Б" над неподвижной "А", но не суть). Если учитывать, то масксимальная скорость будет у слоя выше оси потока, но ниже верхней границы струи(из-за разности коэффициентов трения воздуха и пластины).

2. На каком этапе выхода струи из сопла ее [highlight]полное давление [/highlight]равно атмосферному?

Полное давление струи ВСЕГДА равно атмосферному! Т.к. полное давление это сумма динамического и статического давлений струи. 😉

 

[PFELIX]

вычисляемые по формуле Бернулли давления(статическое и динамическое) это средние значения для потока

Тогда что покажет манометр?

Т.к. полное давление это сумма динамического и статического давлений струи.

Я повторюсь, я только с виду придурковатый, где здесь в этой фразе слово с указанием на "атмосферное"?

 

[JohnDoe]

А я и не заставлял!
Вот Вы посчитали, получили небольшой опыт в применении уравнения Бернулли. Несколько часов пошло на пользу.

Заставляли, заставляли! 🙂
Да был у меня расчёт ДО эксперимента, я по нему считал площадь/высоту сопла и возможную ПС. Но это оптимистические цифры, т.к. вентилятор не мог создать необходимый напор, да и потолочка хоть и ламинированная, но поверхность далеко не гладкая(для условий задачи) и т.д.. Планировал оклеить её поверх скотчем, но это в более поздних опытах(если они будут) хочу попробовать. Обеспечение минимального трения на верхней плосости, в канале - ещё один из путей повышения ПС. Я давно ношусь с идеей оклейки поверхности, или её части, тефлоном(моё первое сообщение на данном форуме было именно о создании слоя тефлона на лопастях ВВ/НВ). Но об этом можно поговорить позже. 🙂

 

[JohnDoe]

Тогда что покажет манометр?

Покажет понижение давления, ИМХУ.

Я повторюсь, я только с виду придурковатый, где здесь в этой фразе слово с указанием на "атмосферное"? 

Или я чего-то не понимаю, или одно из двух.(с)
А это как понимать:

2. На каком этапе выхода струи из сопла ее [highlight]полное [/highlight]давление равно [highlight]атмосферному[/highlight]?

По Бернулли же полное давление - константа, т.е. равно атмосферному давлению при данных условиях(высота, температура, етц.) В чём загвоздка-то? Может Вы не полное давление имели ввиду, а какое другое? 😉

 

[PFELIX]

Покажет понижение давления, ИМХУ.

Тогда как это вяжется с логикой картинки (или объясняется с позиций других неучтенных факторов)?

полное давление - константа, т.е. равно атмосферному давлению при данных условиях(высота, температура

Видимо, так и есть. А то, засомневался сперва,сомнения по поводу что за компрессор перед соплом.
Значит, в жидкости полное зависит от высоты?

 

[JohnDoe]

Тогда как это вяжется с логикой картинки (или объясняется с позиций других неучтенных факторов)?

А очень просто: в замерочном отверстии у нас находится воздух, а не поверхность пластины! Если же требуется получить максимально точное значение стат.давления в погранслое, то диаметр отверстия должен стремиться к нулю. Да и факторов неучтённых хватает: температура, взаимодеействие слоёв(вязкость), даже форма отверстия. Но мы опять отвлекаемя.

Видимо, так и есть. А то, засомневался сперва,сомнения по поводу что за компрессор перед соплом.
Значит, в жидкости полное зависит от высоты?

Ничё не понял. :-? Причём тут компрессор? Мы рассматриваем случай когда давление струи на выходе из сопла равно атмосферному(полное расширение). Может быть случай неполного расширения, когда давление в струе будет превышать атмосферное(если сопло посчитанно неправильно или переходной/нерасчётный режим работы), но этт случай - не наш. А жидкость или газ - не суть важно. ИМХУ.

 

[Ugra]

Вопрос в том, как посчитать усилие деформации струи,

Зачем нужна леформация струи, когда Вас интересует ПС?
Для определения ПС необходимо более конкретизировать условия задачи.
1. Рассматриваем идеальный случай, без трения потока о пластину. Над пластиной движется ВЕСЬ поток (до бесконечности по вертикали) - Р*= Рстат + Рдин, под пластиной поток не движется Р*=Рстат. Fпс = Рдин*Sпл.
Нет никакой деформации струй над пластиной. При этом скорость потока над пластиной не изменяется по её длине.
2. Аналог случая 1, но появляется трение с коэффициентом Ктр.
Этот коэффициент можно отнести к струйке определенной толщины h и отнести к протяженности пластины L.
Долее путь с использованием законов неразрывности потока и сохранения энергии по определению эпюры стат давления вдоль пластины, нахождения его среднего и определение ПС. Скорость потока вдоль пластины будет меняться (замедляться или ускоряться - зависит от условий задачи). Процедура достаточно долгая, объемная для изложения здесь - лучше воспользоваться методичками или задачником по газовой динамике с примерами решений.

Во втором случае имеем практическое использование сил вязкости, т.к. в расчете можно использовать числа Re - получим вариант 2а, который будет несколько точнее варианта 2 (но часть варианта 2 войдет, как исходный, в вариант 2а).

Вот газодинамик будет рассматривать форму струйки - это его хлеб.

Полное давление струи ВСЕГДА равно атмосферному! 

Не правильно! На срезе дозвукового сопла устанавливается СТАТИЧЕСКОЕ давление, равное давлению окружающей среды (расчет скорости истечения ведется по отношению Р5*/Р5стат). Обычно Р5стат = Р*окр. Наличие скорости истечения потока из сопла, дает наличие динамической составляющей давления в струе и полное давление в ней будет превышать давление Р* окружающей среды.

Поэтому и предлагалось рассмотреть два варианта задачи: с движением окружающей среды относительно пластины (Рстат<Р*) и обдув пластины из сопла (Рстат=Р*окр). Две разные вещи.

 

[JohnDoe]

Не правильно! На срезе дозвукового сопла устанавливается СТАТИЧЕСКОЕ давление, равное давлению окружающей среды (расчет скорости истечения ведется по отношению Р5*/Р5стат). Обычно Р5стат = Р*окр. Наличие скорости истечения потока из сопла, дает наличие динамической составляющей давления в струе и полное давление в ней будет превышать давление Р* окружающей среды.

Тогда сразу после среза сопла струя должна расширяться! Ведь поток начинает тормозиться окружающей средой, статическое давление растёт и для его выравнивания потребуется увеличение сечения потока(закон постоянства расхода). На деле(в том же аэрогрофе) струя сначала обжимается/суживается, а лишь затем начинает расширяться. Если при обдуве из сопла Рстат=Р*окр, то как тогда вообще объясняется эффект Коанда и почему выгибается бумажка в опыте DesertEagl-а? Где я недопонимаю? :-?

 

[Ugra]

@ JohnDoe

Оперируете только давлениями и скоростью, забывая о плотности, температуре, энергии газа, его взаимодействием с окружающей средой (энерго-  и массообменом)...
Ответьте: Вам нужна ПС, тяга или форма струй? Теми и другими занимаются разные специалисты, со своими подходами и "тараканами", но в тесном взаимодействии. Определитесь и не пытайтесь объять необъятное.

 

[JohnDoe]

Ответьте: Вам нужна ПС, тяга или форма струй?

На первом этапе(вертикальный взлёт) нужна ессно ПС. Затем(если до этого дойдёт), то и ПС и тяга. А форма струи взаимосвязанна с давлением/скоростью/ и прочим, Вами перечисленным. Я пытаюсь понять, получится ли получить ПС, дуя из сопла над плоскостью. Если это, по-Вашим словам, не выйдет(вполне допускаю), то тогда будет выдвинута модернизированная конструкция. Она и так вся в нетерпении, т.к. в любом случае даёт бОльший эффект, но надо же "добить" пункт №1. 😉

 

[Ugra]

Вам предлагалось рассмотреть два варианта: плоскость является продолжением сопла и сопло расположено на некотором расстояние НАД плоскостью. Это два разных случая.
Почти не рассмотрели первый. О втором - забыли.
Вы же упоминали о наличии книги по эжекторам из файлового архива - в ней есть многое для понимания процесса.

 

[JohnDoe]

Вам предлагалось рассмотреть два варианта: плоскость является продолжением сопла и сопло расположено на некотором расстояние НАД плоскостью. Это два разных случая.
Почти не рассмотрели первый. О втором - забыли.

Хотошо, в очередной раз попробуем вернуться к этим двум примерам, точнее к "недорассмотренному" первому(второй не забыли, просто нужно разобраться с первым).
Итак.
1) Пришли к выводу о том, что если пластина движется в невозмущённой, неподвижной среде, либо под ней, то на её поверхности(ях) , взаимодействующих со средой, будет иметь место понижение статического давления. Так?
2) Если же пластина неподвижна, а движется внешняя среда, то этого не происходит. Так?
2а) Под внешней движущейся средой понимаем поток из дозвукового сопла, потому как в ветер и самолёты со стоянок "рвуться в небо" и ураган срывает крыши. Там условия несколько другие, как я понял. Так?
2б) Поток на срезе дозвукового сопла имеет полное давление выше атмосферного, т.е. Р* = Рстат(Ратм) + Рдин <  Ратм. По-сему падения статического давления ниже атмосферного в нём не происходит, на всём протяжении, вплоть до полного торможения потока. Так?
*/ видимо полное давление на срезе сопла равняется давлению перед соплом(в канале)? */
Следовательно, эффект Коанда и ВПХ Ан-72 объясняются взаимодейстием струи из сопла с внешней средой(эжекцией)?