Academic literature on the topic 'Аеродинамічний профіль'

Різноманітність аеродинамічних профілів різних типів і їхня кількість викликає необхідність розроблення певних підходів для доцільного вибору аеродинамічного профілю, який би відповідав вимогам раціонального перетворення енергії вітру з максимальною ефективністю. Робота присвячена визначенню енергетичних показників ротора вітроелектричної установки при різній швидкості вітру в залежності від профілю лопаті, шляхом аналізу аеродинамічних характеристик різних типів профілів. В даній роботі використані методи аналізу аеродинамічних параметрів профілю лопаті та характеристик ротора вітроустановки. Наведені методичні вказівки щодо їх вибору при проектуванні автономних вітроенергетичних установок малої потужності. В залежності від коефіцієнта оберненої якості профілі були поділені на дві групи: 1 – традиційні профілі Р-ІІ, А-6, BS-10, BS-10 , p-11-18 – дані профілі дозволяють отримати найкращі показники коефіцієнта використання енергії вітру ротором в межах ξ = 0,36…0.4 в діапазоні швидкохідності z = 4…5; 2 – профілі серії GA(W)-1 та ламінізовані профілі FX – профілям даної групи притаманні значення коефіцієнта використання енергії вітру ξ=0,53…0,57 в діапазоні швидкохідності Z=6…11, а при Z=5…6 забезпечують коефіцієнт потужності ξ=0,49…0,53.
 Проведений аналіз показав, що профілі групи 1 дозволяють отримати максимальні значення механічної потужності 91,8…93,3 Вт/м2 при значеннях коефіцієнтів використання енергії вітру ξ=0,33…0.44 в діапазоні швидкохідності z = 4…5.
 Профілі групи 2 дозволяють отримати максимальні значення механічної потужності вітрового потоку, що проходить через обтікаючу вітротурбіною площу 114,3…115,8 Вт/м2 при ξ= 0,54…0,55 в діапазоні швидкохідності z = 6…7.
 Максимальна потужність розвивається вітроустановкою, лопаті ротора якої виконані на основі профілю FX та GA(W)-1. Інші профілі за даним показником відрізняються незначно. Отримані залежності є основою для розробки системи керування вихідною потужністю електрогенератора при змінній швидкості вітру. Бібл. 7, рис. 3.

В певних льотних умовах переохолоджені краплі води, що містяться в хмарах, можуть замерзати, потрапляючи на аеродинамічні поверхні літальних апаратів. Крижані нарости, які в результаті цього утворюються, можуть мати істотний вплив на аеродинаміку літака, змінюючи шорсткість поверхні та її форму. Але питання визначення ступеню негативного впливу зледеніння на літальний апарат, який має певні компоновку, аеродинамічну форму і розміри в певних метеорологічних та льотних умовах, є досить складним і все ще залишається далеким від завершення. В роботі запропоновано та проілюстровано методику визначення ступеню негативного впливу зледеніння на літальний апарат, яка знаходиться у відповідності до нормативної документації та існуючої системи визначень умов зледеніння, та дозволяє враховувати як конфігурацію і розміри літального апарату, так і метеорологічні та льотні умови. Методика заснована на розробленому програмно-методичному забезпеченні, яка дозволяє чисельно моделювати процеси обмерзання аеродинамічних поверхонь літальних апаратів. При описі повітряно-крапельного потоку і процесу випадіння вологи на обтічну поверхню використано модель взаємопроникних середовищ, а при описі процесу наростання криги – методика, що базується на рівняннях нерозривності і збереження енергії. На прикладі профілю NACA 0012 проведено дослідження впливу зледеніння на літальний апарат в широкому діапазоні льотних і метеорологічних параметрів, результати розрахунків представлені у вигляді чотирипараметричних номограм. Наведена систематизація результатів дозволить швидко аналізувати небезпеку зледеніння за запланованим маршрутом польоту в відомих метеорологічних умовах, а також під час польоту з використанням поточних даних стану атмосфери, виробляти рекомендації щодо зміни плану польоту. Методика може бути доповнена детальним врахуванням впливу зледеніння на аеродинамічні характеристики, стійкість та керованість літального апарату.

Розроблений на основі синергетичного підходу новий газовий розподільник дозволяє створити рівномірний профіль швидкості в промисловому апараті в широкому діапазоні його роботи. Основним елементом газового розподільника служить газовий клапан – трубка з розміщеними в ній короткими дифузорами. Принцип роботи газового клапана заснований на його здатності частково відбивати набігаючий потік газу. Розроблені експериментальна установка і методика дослідження аеродинаміки газового клапана, що дало можливість провести ґрунтовне вивчення часткового відбиття повітря газовим клапаном. Для оцінки ефективності роботи газового клапана введено поняття коефіцієнта відбиття потоку газовим клапаном, який характеризує здатність газового клапана частково відбивати потік газу і тим самим за рахунок перерозподілу газу між газовими клапанами розподільника формувати рівномірний профіль швидкості. Чим більший коефіцієнт відбиття потоку газовим клапаном, тим більша здатність розподільника до формування рівномірного профілю швидкості і, навпаки, чим менший коефіцієнт відбиття потоку газовим клапаном, тим менша здатність розподільника до формування рівномірного профілю швидкості. Встановлено, що найбільший коефіцієнт відбиття потоку газовим клапаном спостерігається в досить вузькому діапазоні відносних відстаней короткого дифузора від зрізу трубки, що дорівнює 0,75-2,2 її діаметрам. Виявлено, що збільшення ступеня розширення короткого дифузора в газовому клапані призводить до стрибкоподібного зростання коефіцієнта відбиття потоку газовим клапаном, а вплив відносної довжини і кута розширення несуттєво. При цьому у всіх випадках з ростом числа Рейнольдса спостерігається зменшення за ступеневою залежністю коефіцієнта відбиття потоку газовим клапаном. Рекомендується при конструюванні газового клапана розміщувати в ньому кількість коротких дифузорів не більше трьох, але не менше двох, при цьому направляючі отворів коротких дифузорів повинні утворювати конфузор, що відповідає винаходу. Отримані узагальнені експериментальні дані по аеродинаміці газового клапана забезпечать надійне проектування конструкцій розподільників газу для промислових апаратів.

У статті розглядаються методики ідентифікації теплогідравлічних характеристик щілинних каналів складного профілю при ламінарному і перехідному режимах течії повітря. Ідентифікація аеродинамічних характеристик здійснюється на базі натурного експерименту. Робочим середовищем в експерименті є вода. При переході до залежностей для повітря використовується теорія подібності. Дослідження теплопереносу в каналі здійснюється чисельним методом. Пропонується ефективна методика апроксимації рівнянь математичних моделей перенесення. Крім того використовується новий алгоритм спільного рішення рівнянь перенесення. Рішення завдань по моделюванню швидкості повітря і тиску проводиться ітераційно. Отри-мане поле швидкості повітря дозволяє чисельним методом визначити поле температури. За результатами моделювання встановлюються критерійні залежності для опису теплообміну.

Запропоновано систему оцінки аеродинамічних характеристик лопатей та лопаток технічного обладнання цукрової промисловості. Проведено вибір системи координат, створено математичну модель процесу обтікання, записано інтегральне рівняння Фредгольма ІІ роду для визначення дотичної компоненти швидкості потоку, запропоновано метод його чисельного розв’язку, створено відповідне програмне забезпечення. Проведено тестові розрахунки для модельних еліптичних профілів під різними кутами атак та виявлено добре узгодження з даними про розрахунки за іншими моделями. Вказуються області подальшого використання методики.