Subsonik va transonik shamol tunnel - Subsonic and transonic wind tunnel

Eyfelning 1912 yildagi Auteuil (Parij) laboratoriyasida, ikkita ochiq qaytib keladigan shamol tunnellari

Subsonik tunnel

Past tezlikli shamol tunnellari juda past darajada ishlash uchun ishlatiladi Mach raqami, sinov qismida 480 km / soatgacha bo'lgan tezlik bilan (~ 134) Xonim, M = 0.4) (Barlow, Rae, Papa; 1999). Ular ochiq qaytish turiga ega bo'lishi mumkin (shuningdek, Eyfel turi, rasmga qarang ), yoki yopiq qaytariladigan oqim (shuningdek Prandtl turi, rasmga qarang ) harakatlantiruvchi tizim tomonidan harakatlanadigan havo bilan, odatda katta eksenel fanatlardan iborat bo'lib, ularni engib o'tish uchun dinamik bosimni oshiradi yopishqoq yo'qotishlar.

Ochiq shamol tunnel

Yopiq sinov qismi bo'lgan ochiq shamol tunnelining sxemasi

Ish printsipi uzluksizlikka asoslangan va Bernulli tenglamasi:

Uzluksizlik tenglamasi quyidagicha berilgan.

${displaystyle AV = constantRightarrow {frac {dA} {A}} = - {frac {dV} {V}}}$

Bernulli tenglamasida: -

${displaystyle P_ {total} = P_ {static} + P_ {dynamic} = P_ {s} + {frac {1} {2}} ho V ^ {2}}$

Bernullini doimiylik tenglamasiga qo'yganda quyidagilar beriladi:

${displaystyle V_ {m} ^ {2} = 2 {frac {C ^ {2}} {C ^ {2} -1}} {frac {P_ {settl} -p_ {m}} {ho}} taxminan 2 {frac {Delta p} {ho}}}$

Shamol shamolining qisqarish nisbati endi quyidagicha hisoblanishi mumkin. ${displaystyle C = {frac {A_ {settl}} {A_ {m}}}}$

Yopiq shamol tunnel

Yopiq (qaytib oqim) shamol tunnelining sxemasi

Qaytgan oqim shamol tunnelida qaytib keladigan kanal bosimning yo'qolishini kamaytirish va sinov qismida silliq oqimni ta'minlash uchun to'g'ri ishlab chiqilishi kerak, siqilgan oqim rejimi: yana uzluksizlik qonuni bilan, lekin endi izentropik oqim uchun quyidagilar beriladi:

${displaystyle - {frac {dho} {ho}} = - {frac {1} {a ^ {2}}} {frac {dp} {ho}} = - {frac {1} {a ^ {2}} } {frac {-ho VdV} {ho}} = {frac {V} {a ^ {2}}} dV}$

1-o'lchovli maydon tezligi quyidagicha tanilgan:

${displaystyle {frac {dA} {A}} = (M ^ {2} -1) {frac {dV} {V}}}$

Minimal maydon A, bu erda M = 1, shuningdek tomoq tomog'i maydoni mukammal gaz uchun berilganidan ko'ra:

${displaystyle chapda ({frac {A} {A_ {tomoq}}} kech) ^ {2} = {frac {1} {M ^ {2}}} chapda ({frac {2} {gamma +1}} chapda (1+ {frac {gamma -1} {2}} M ^ {2} ight) ight) ^ {frac {gamma +1} {gamma -1}}}$

Transonik tunnel

Yuqori tovushli shamol tunnellari (0,4

de Laval nozuli

Sonik tomoq bilan oqim tezlashishi yoki sekinlashishi mumkin. Bu 1D maydoni - tezlik tenglamasidan kelib chiqadi. Agar ovozdan yuqori oqimga tezlashtirish zarur bo'lsa, konvergent-divergent ko'krak Aks holda:

Subsonik (M <1) keyin ${displaystyle {frac {dA} {dx}} <0Rightarrow}$ yaqinlashmoqda
Sonik tomoq (M = 1) bu erda ${displaystyle {frac {dA} {dx}} = 0}$
Ovozdan tez (M> 1) keyin ${displaystyle {frac {dA} {dx}}> 0Rightarrow}$ ajralib chiqish

Xulosa: Mach raqami kengayish nisbati bilan boshqariladi ${displaystyle {frac {A} {A_ {tomoq}}}}$