ZF1129A Stanowisko szkoleniowe do badania przepływu powietrza – sprzęt szkoleniowy z zakresu mechaniki płynów i pomoce dydaktyczne1. Wprowadzenie do urządzenia
1.1 Opis ogólny
Aerodynamika to dziedzina mechaniki zajmująca się badaniem sił działających na statki powietrzne lub inne obiekty poruszające się względem powietrza (lub innych gazów), a także analizą przepływu gazów oraz towarzyszących im zmian fizycznych i chemicznych.
Istnieją dwie metody klasyfikacji aerodynamiki: (1) W zależności od zakresu prędkości ruchu płynu lub prędkości lotu statku powietrznego, aerodynamikę dzieli się na aerodynamikę małych prędkości oraz aerodynamikę dużych prędkości. Zazwyczaj granicę stanowi prędkość 400 km/h (wartość ta jest zbliżona do liczby Macha 0,3 w warunkach ciśnienia atmosferycznego na poziomie morza i temperatury 288,15 K). W aerodynamice małych prędkości ośrodek gazowy można traktować jako nieściśliwy, a odpowiadający mu przepływ nazywa się przepływem nieściśliwym. (2) W zależności od tego, czy podczas analizy przepływu należy uwzględniać lepkość ośrodka gazowego, aerodynamikę dzieli się na aerodynamikę płynów idealnych (lub dynamikę gazu idealnego) oraz aerodynamikę płynów lepkich.
Stanowisko dydaktyczne ZF1129A do badania przepływu powietrza służy do nauki aerodynamiki. Umożliwia ono badanie teorii dotyczących przepływu lepkiego oraz aerodynamiki małych prędkości. Urządzenie składa się głównie z dwóch części: modułu głównego, zapewniającego przepływ powietrza o wymaganej prędkości, oraz zestawu akcesoriów, służących do przeprowadzania różnorodnych eksperymentów.
1.2 Cechy
(1) Zastosowano bezpieczniejszą konstrukcję układu elektrycznego; urządzenie charakteryzuje się doskonałym i niezawodnym systemem uziemienia.
(2) Wykorzystano zintegrowane rozwiązanie elektryczne, umożliwiające wyraźne wyświetlanie danych z różnych czujników na inteligentnym panelu, co ułatwia użytkownikom ich przetwarzanie.
(3) Urządzenie wyposażono w szeroki wachlarz akcesoriów eksperymentalnych, co pozwala na przeprowadzanie coraz większej liczby różnorodnych doświadczeń.
(4) Dzięki zastosowaniu materiałów odpornych na korozję i o podwyższonej wytrzymałości, urządzenie zapewnia wyższy poziom bezpieczeństwa i dłuższą żywotność.
2. Parametry techniczne
Zasilanie wejściowe: układ trójfazowy pięcioprzewodowy, 220 V, 50 Hz.
Wymiary: 1530 mm × 780 mm × 1450 mm
Masa: <300 kg
Warunki pracy: temperatura otoczenia od -10°C do +40°C; wilgotność względna <85% (25°C)
3. Wykaz elementów i szczegółowy opis
3.1 Część główna
Nr Nazwa
1 Otwór pomiarowy
2 Stół mocujący z regulowaną skalą
3 Wylot przewodu
4 Wentylator z regulacją częstotliwości (falownikiem)
5 Wytwornica dymu
6 Przyrząd do pomiaru przemieszczenia
7 Płyta do pomiaru prędkości w warstwie przyściennej
8 Przezroczysty odcinek badawczy
9 Elektryczny układ sterowania
10 Wielorurowy manometr różnicowy (kolumnowy)
11 Wąż badawczy o dużej średnicy
12 Rura Venturiego – model A
13 Rura Venturiego – model B
14 Model przewodu z kryzą o dużej średnicy otworu
15 Poprzeczna rurka Pitota
16 Przezroczysta rura badawcza z odcinkiem zbieżnym, przewężeniem i odcinkiem rozbieżnym
17 Model przewodu z kryzą o małej średnicy otworu
18 Kwadratowy przewód badawczy z kolankiem prostokątnym
19 Moduł do badania rozpraszania strumienia
3.2 Zespół zasilania
Nr Nazwa
1 Wskaźnik zasilania
2 Wyłącznik awaryjny
3 Przycisk uruchamiania (Start)
4 Pokrętło regulacji prędkości
5 Przycisk zatrzymania (Stop)
6 Interfejs ustawień falownika
7 Wyłącznik automatyczny
8 Gniazdo przemysłowe
9 Gniazdo sześciootworowe
3.3 Wykaz konfiguracji sprzętu
Nr Nazwa Ilość
Element 1 Wentylator z regulacją częstotliwości 1
Element 2 Stół mocujący z regulowaną skalą 1
Element 3 Przyrząd do pomiaru przemieszczenia 1
Element 4 Płyta do pomiaru prędkości w warstwie przyściennej 1
Element 5 Wielorurowy manometr różnicowy 1
Element 6 Rura Venturiego – model A 1
Element 7 Rura Venturiego – model B 1
Element 8 Model przewodu z kryzą o dużej średnicy otworu 1
Element 9 Poprzeczna rurka Pitota 1
Element 10 Przezroczysta rura badawcza z odcinkiem zbieżnym, przewężeniem i rozbieżnym 1
Element 11 Model przewodu z kryzą o małej średnicy otworu 1
Element 12 Kwadratowy przewód badawczy z kolankiem prostokątnym 1
Element 13 Moduł do badania rozpraszania strumienia 1
Element 14 Wyłącznik automatyczny 1
Element 15 Falownik 1
Element 16 Gniazdo sześciootworowe 1
3.4 Akcesoria
Nr Nazwa Ilość
1 Olej do wytwornicy dymu 1
2 Wytwornica dymu 1
3 Adapter 1
4 Przewód badawczy (sztywny) 1
5 Wąż badawczy 1
6 Przewód łączący 4–6 mm 2
4. Wykaz eksperymentów
Eksperyment 1 demonstruje sterowanie elektryczne przepływem powietrza stanowisko do badania przepływu powietrza
Eksperyment 2: pomiar grubości warstwy przyściennej prędkości na stanowisku do badania przepływu powietrza.
Eksperyment 3: pomiar różnicy ciśnień na różnych odcinkach przewodu na stanowisku do badania przepływu powietrza.
Eksperyment 4: pomiar różnicy ciśnień w zwężkach Venturiego o różnych średnicach na stanowisku do badania przepływu powietrza.
Eksperyment 5: pomiar różnicy ciśnień podczas przepływu przez kolanko na stanowisku do badania przepływu powietrza.
Eksperyment 6: demonstracja zasady Bernoulliego na stanowisku do badania przepływu powietrza.
Eksperyment 7: pomiar różnicy ciśnień przy zastosowaniu różnych kryz na stanowisku do badania przepływu powietrza.
Eksperyment 8: demonstracja działania i obrazu przepływu z wykorzystaniem wytwornicy dymu na stanowisku do badania przepływu powietrza.
