Л. Прандтль, О. Титьенс - Гидро- и аэромеханика, том 2 - Движение жидкостей с трением и технические приложения (1132333), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Так как разность высот уровня воды нал измерительным нолослизом обычно бывает сразнительно небольшая, то нсобхоли ло особое вннлю. ние обрзщзть на точность измерений. Особенно чувствительный способ заключается в слелующем! острый конус. Ирикрепленчый к микрометренному винту и находя щийся внутри жидкости, перемещается при помощи винта ло тех иор, пока его вершина не коснется синего изображения, получив. !Иегося з результате полного внутреннего яиг 3!9. Ввхввиив.
о~ражения от поверхности воды. Наблюдение при этом необхошгмо производить з нзклонном направлении снпза. ч. рез ограничизаюшую волу боковую стенку, я котор лй для этзй цели делается окно из зеркального стекла. 144. 1рутие сйособы измерения расхода. В заключение угоми ем о способах, поззоля!ощих непосрелственное измерение обьема ил! зесз жилкости !газа), текущей з трубе. В случаях иеболыцнх расходоз жнлкость, вытекающая из трубы з течение опрелеленного промежуткз времени, собирается я сосуд Гид!! !азозый колокол) н затем опреле. ляется объел! или зес вытекшей жидкости. В случае газа при этом необходимо сделать попразку на разность температуры, если таковая л!л!естся.
Вля больших расходов более )добны нодомеры и газовые счетчики. Наконец, измерение расхода яозчожно химическим путем: з поток зводнтся концентрирозанпый рзс'гяор соли и затем, на достаточно большом расстоянии зниз по течению, берется проба воль; на содержание я ней соли. В. Измерение сопротпвлеипя обтекаемых тел. 145. Методы пзиереппн сопротивлеипя. Соглзсно принципу относительности для сопротивления обтекаемого тела безразлично, дяп. жется ли тело разномерно с некоторою скоростью з покоящейся >инакости !ил!! газе) или же жидкость натекает с тою же скоростью на покоящееся тело.
Это призолит к зозможностн лзух принципиазю!о различных методов пзл!еренпя сопрою!Нленля. '1 К в 11Ь л с ', 1Ь циччегпзевзнпя пн1 зслаг!Капцйеи ' Ьчггв1!жел.еп.,'. у. д г. 73, стр. 817. !ЬЛЬ, Сль также: ряе Ъаввегьаи1ЛЬЬ!аби:сп Еигпраи, гтр 101, Игла. ч. РЬ Ре Тщеггт и. С. З1вгчсловв. Всгпп 192б.
252 методы экспвгимвнтлльных исследований Первый метод — тело движется с определенной скоростью в покоящейся жидкости (или газе) — допускает для своего выполнения в свою очередь несколько различных способов' ). Тело или укрепляется на вагонетке, движущейся на рельсах, и с некоторою скоростью буксируется через >!гидкость, или же сбрасывается с некоторой высоты, причем падение (свободное) напранчяется канатом или проволокой.
В обоих случаях измерение сопротивления производится путем автоматического регистрирования. Другой способ, позволяющий сообщить исследуемому телу движение в покоящейся среде, состоит в том, что тело укрепляется на конце длинного рычага, который затем приводится во вращение вокруг оси, проходящей чере. другой его конец. Следовательно, при этом так называемом рогативном способе тело движется по круговой траектории.
1я(). Способ буненровнн. Способ буксировки применяется почти исключительно для определения сопротивления в воде. Для воздухз этот способ оказался неподходящим. Причина этого заключается прежде всего в том, что течение вокруг тела, сопротивление которого должно быть измерено, легко возмущается вагонеткой, на которой укреплено испытуемое тело и которая движется в одной среде с гелом.
Г!ри испытании на свободном воздухе очень сильно мешает также изменчивость состояния движения атмосферы. Затем было бы очень трудно с достаточной точностью отделять сравнительно незначительные силы сопротивления воздуха от больших сил инерции тяжелой модели. Кроме того, вследствие необходимости больших скоростей опытные участки необходимо было бы делать о!еиь длинными, а это чрезвычайно удорожило бы устройство и обслуживание таких установок. При движении же в воде все эти неблагоприятные условия более или менее о~падают. На разработку способа буксировки особенное влияние оказали задачи судостроения.
Большие судострои тельные исс.!едовательские лаборатории, из которых самая большая находится в Гамбурге т), исследуют главным образом сопрогивление судов и связанные с этим вопросы. 147. Измерение сонротнвленпн тела нри ннденпн. Способ измерения сопротивления тела при его падении разработан исключительно для воздуха. Первые заслуживающие внимания опыты этого рода были произведены в 1835 г. Пиобером, Мореном и Дидионом а) (Р!оЬег1, Могтп, Гз!б!оп). Ими были достигнуты скорости в 2 — 9 зг(еее. Скорость тела, падавшего вдоль шнура, рею!стрировалась специальным приспособлением. Как тол!ко эта скорость делалась постовнной, сопротивление падающего тела делалось равным его весу. Дальнейшее улучшение этого способа было сделано в 1892 г.
Кайете и Колардо 4) (Са!1!е!ег, Со1агбеап), которые сбрасывалн с Эйфелевой башни с высоты в 115.к квадратные, круглые и треугольные пластинки и из наблюденной зависимости ~ежду выстою и временем падения определяли сопротивление этих пластинок. Ими были достигнуты скорости около 28 м(еек.
До значи- '1 Перечисление этих способов (до 1910 г.) с подробным указанием литературы можно найти у Е !11е 1: 1.а йемыапсе бе 1'Ап. Раг!з 1910. я] Е о е г з ! е г, Еч 111е Натйнгй!зсйе 8сщ!1ЬашЧегзасйзапмац, 'мГег!1-Йеебеге1- На!еи, 1920, !9гК а) Мета!гез зиг 1ез 1он бе 1а йень!апсе бе1 А!г. Метет!а! бе ! Аг!Й!ег!е 1842.)яг 5. и Совр!ез Йенбчэ, т. !15, стр. 13.
!892. 253 ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕЛА ПРИ ПАДЕЧИИ тельного совершенства этот способ был доведен Эйфелем ') (1905 — 1905), который произвел многочисленные исследования над поверхностями различной формы при падении их со скоростями до 40 л»1геи. Применявшийся им аппарат схематически показан на фиг. 220. Устройство этого аппарата, прн падении скользившего вдоль натянутой вертикальной проволоки, с -едующее. Исследует!Ое тело, в данном случае пластинка Р, прикрепляется к прибору пнули пружинаци Г.
Вследствие сопротивления, испытываемого падающей пластинкой со стороны во!духа, пружины растягиваются (уравновешивая сопротивление), и эта деформация записывается на покрытом закопченной л ЕГГ' " 'НРЬ «Е Г'Е'"' 'Г"" 4! *" г из пружин. Барабан приводится во вращение при помощи фрикционного коле- 1 са Аг, прижатого к проволоке, и червячного зацепления о; благодзря этому ско- -(с: 4 рость вращения барабана всегда пропор- 7' циональна скорости падающего тела. Так как во время падения камергон все врсмя колеблет я, то полученные на барабане кривые гпгеют соответствующие этим колебаниям подъемы и опускания; это дает возможность по числу колебаний установить время.
Абсциссы кривой дают пройденные пути, а ордпнаты — сопротивление испытуемого тела в направлении и движения. Внизу проволока имеет утолщение, чем достигается торможение прибора к концу падения, Если Я есть вес пластинки (включая вес остальных частей, движущихся относительно прибора, как, например, камертона, рукоятки пластинки и т.
д.), пг — скорость, у — усилие юнг, жо. ссеиегинесн и»оар ение нриооре вазе»» » н и»иере»и» со»ро- в пружинах, ! — врЕмя и Л' — ускорение »инне»и» н»ноющего тела. силы тяжести, то, принимая во внимание, что произведение массы пластинки на ее ускор ние равно сумме действующих на пластинку снл, получаем для сопротивления выражение: лгаг Значения у и — берутся нз диаграммы вычерченной камер~оном. с!Е Недостаток этого способа заключается в том, что регистрирующее приспособление для измерения сил должно двигаться вместе с падающим '1 Е111е1, С.: Кесггегсггеа ехрег!шел1а!ез нш 1а дан!»1ацсе ое 1'А!г, ехесц1еен а !а Тоцг Ейге1.
Рапи 19.7. методы экспвгимзнтзльных исследований 254 телом; благодзря этому размеры всего прибора делаются столь большими, что течение сзади падаю1цегО тела силЬнО вОзмущавтся, а это, как мы знаем, должно вносить значительные неправильности в получаемые результаты.
158. Рояптпвпый способ измерения еопротпвяепия. Этот наиболее старый способ измерения сопротивления был разработан различными исследовзтелями ') и особенно часто применялся в прошлом столетии. В частности этим способом пользовался и основоположник авиации О. Лилиенталь з), когда он производил (!870) свои знаменитые опыты с плоскими и изогнутыми пластинками, наклоненными к направлению движения.
Одна из применявшихся им ротатнвных машин схематически изображена на фиг. 221; она была приспособлена также для измерения подъемной силы. По сравнению с позднейшичи конструкциями Ланглея з) илн Дина ") ротативная мэшинз Лилиенталя, приводившзяся в движение при помощи гирь, является весьма примитивной. Это объясняетсз теми незначительными денежными средствами, которыми располагал Лилиенталь. Поэтому тем более должны быть оценены его фундаментзльные резульгати. Главный недост ток ротативного Фиг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
