Н.Н. Сунцов - Методы аналогий в аэрогидродинамике (1163179), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Размагничивание производится переменным током путем плавного уменьшения его амплитуды до нуля. ф 4.7. Обтекание одиночного профиля Для исследования обтекания профиля газовым потоком методом МАГА используется установка, принципиальная схема которой была изображена на рис. 75. Если посередине железного листа вырезать исследуемый профиль и поместить этот лист между полюсами электромагнитов, то мы тем самым будем моделировать обтекание профиля поступательным бесциркуляционным потоком. Естественно, что в этом случае профиль должен быть расположен под углом бесциркуляционного обтекания.
)4ч 212 магнитогидгодийамйчвская лйлйогия (мага) !гл. Й Если по контуру профиля расположить проводники, черев которые пропускать ток, то на поступательный поток будет накладываться циркуляционный поток и мы будем моделировать обтекание профиля поступательно-циркуляционным газовым потоком. В атом случае профиль может быть располо- жен под любым требуемым углом атаки, С==-=Л ' меньшим критического. Железный лист с вырезанным профилем обтачивается по концам по дугам окружности, а к полюсам электромагнитов делаются приставки также с соответствующими выточками (рис. 76). Такое устройство позволяет легко менять угол атаки профиля, используя один и тот же лист с вырезанной моделью. Установка проводников по контуру профиля производится следующим образом.
Изготавливается модель профиля рис 76 у о с из какого-либо паРамагнитного мате- обеспечивающее из- риала, например из листового текстомеиеиие угла атаки лита. По контуру втой модели деу профиля. лаются пазы, в которые и уклады- ваются проводники, спаиваемые затем по концам в два пучка. Затем зта модель с 'закрепленными в ней проводниками вставляется в вырез в железном листе. В установке, применявшейся Н. А. Цветковым, модель профиля изготавливалась из листового текстолита толщиной 20 мм. Пазы имели размеры 1 )( ! мм и были расположены с шагом 3 мм. В зтн пазы укладывались проводники из провода ПБД-0,8 длиной 350 мм. Хорда модели профиля должна быть выбрана в соответствии с размерами железного листа, исходя из тех же соображений, что принимались во внимание при выборе размеров модели профиля на установке ЭГЛА (см. $3.4).
Исследование обтекания профиля начинается с того, что на магнитной модели, помещенной в комбинированное магнитное поле, с помощью измерительной катушки, расположенной в невозмущенном потоке перед профилем, снимается зависимость (4.34), и строится соответствующий график. Методика $ 4.71 ОБТЕКАНИЯ ОДИНОЧНОГО ПРОФИЛЯ 213 получения этой зависимости была рассмотрена выше, и здесь мы на ней не останавливаемся. По заданному числу М, которое должно быть меньше Р«о Мяр, используя аависимость (2.41), находим †.
Согласно Ро установленной выше аналогии должно иметь место равенство Нсо Рсо — — Имея в виду это обстоятельство и испольауя Но Ро построенный выше график, находим потребную силу постоянного тока г, подаваемого в катушки электромагнитов К,. Ток этой силы создает магнитное поле с напряженностью Н, соответствующей скорости набегающего потока чв .После построения зависимости — =У( — ) железный н НО лист должен быть приведен к первоначальному магнитному состоянию путем размагничивания. Для этого цепь катушек постоянного (ока К, размыкается, а величина силы переменного тока, подаваемого в катушки К,, постепенно уменьшается до нуля. После этого цепь катушек К, снова аамыкается, и опыт продолжается. В катушки К, подается переменный ток, сила которого г была определена из условия совпадения зависимостей (4.34) и (4.29).
В катушки К, подается постоянный ток, сила которого 1 была определена из условия соответствия заданному числу М,». Напряженность невозмущенного магнитного поля Н определяется при помощи плоской иамерительной катушки и баллистического гальванометра. В проводники, расположенные по контуру профиля, подается ток, сила которого г„ должна обеспечивать выполнение постулата Чаплыгина †Жуковско. Выполнение этого постулата на магнитной модели легко проверяется при помощи магнитной стрелки, устанавливаемой у задней острой кромки профили.
Эта стрелка должна быть направлена по биссектрисе угла, образованного касательными к верхней и нижней поверхностям профиля в задней кромке. Чтобы легче проверить выполнение этого условия иа железном листе вблизи задней кромки профиля наклеивается лист бумаги, на котором проводится требуемое иапрарление, 214 НАГнитОГидгодинАмичвскАЯ АнАлОГиЯ (НАГА) [Гл. 1ч мулу в виде —.Н в (4.35) где Н, †напряженнос магнитного поля на контуре профиля. Заменяя в (4.35) значение в1г по формуле (3.127). получим (4.36) Интеграл, входящий в правую часть формулы (4.36), представляет собой циркуляцию напряженности магнитного поля по контуру 'модельного профиля, так что Ь в~ Г= — — Гм Ь„Н или г г Ьва Ь„Н (4.37) Как видно из фэрмулы (4.37), прн соблюдении геометрического подобия и тождественности граничных условий в газовом потоке, обтекающем профиль, и на магнитной модели у безразмерная циркуляция скорости Г = — и безразмерная Ьяьо г циРкУлЯциЯ напРЯженности магнитного полЯ Ам =— Ь„ равны между собой.
Применим далее к правой части формулы (4.36) теорему Стокса; получим Г= — — ~ ~ ГО1„Нв(во 1ай (4.33) Сила тока, подаваемого в модель профиля, плавно увеличивается от нуля. Если при атом магнитная стрелка отклоняется в требуемую сторону, то, следовательно, направление тока выбрано правильно. В противном случае направление подаваемого в модель профиля тока нужно изменить. Получим формулу, по которой может быть определена циркуляция скорости вокруг профиля. Циркуляция скорости по контуру натурного профиля определяется формулой (3.125). Имея в виду, что — '= — ', можем переписать эту форвво Н э 4.71 Овтвканив Одиночного пРОФиля 216 где е, †поверхнос, ограниченная контуром модельного профиля. Име) в виду (4.1) и так как 1„ направлено перпендикулярно к поверхности е, можем записать Го( Н=(„, (4.39) где 1„ †плотнос тока, пропускаемого через модельный профиль.
Подставляя (4.39) в (4.38), будем иметь (4 40) но ) ) („((а,= 7„ — сила тока, пропускаемого через модель; поэтому формулу (4.40) можем записать окончательно в виде (4.41) 21„ СР н а„ (4.42) Метод магнитной аналогии позволяет получить не только интегральные характеристики (Г, СР), но и распределение величин по контуру профиля. С этой целью вблизи контура профиля в железном листе делается ряд отверстий.
Через каждое отверстие и кромку профиля наматываются две катушки — измерительная и намагничивающая. Когда в катушки электромагнитов Ка подается переменный ток, то в измерительных катушках будет индуктнроваться Э. д. с. Ее, величина которой определяется формулой (4.16) и Как видно из формулы (4.41), для определения циркуляции скорости во время опыта необходимо замерить напряженность невозмущенного магнитного поля Н и силу тока 1„, пропускаемого через модель профиля. Кроме того, циркуляция скорости зависит от масштаба, в котором выполнена модель профиля.
Подставляя значение циркуляции скорости по формуле (4.41) в формулу (3.87) для коэффициента подъемной силы, получим которая должна быть одинакова во всех точках магнитной модели. Однако в действительности этого не получается, так как неоднородность структуры металла и наличие профиля изменяют величину Еа.
Поэтому в каждую намагничивающую катушку подается переменный ток такой силы и направления, чтобы э. д. с. всех катушек были одинаковы и равны э. д. с. измерительной катушки, расположенной в невозмущенном магнитном поле перед моделью профиля. Таким обрааом обеспечивается постоянство Ез в магнитной модели. После этого можно включить постоянный ток в катушки электромагнитов К,; сила этого тока должна отвечать заданному числу 34, а также включить ток в модель профиля.' Регулируя силу последнего, добиваются выполнения постулата Чаплыгина †Жуковско.
После этого замеряются э. д. с. Е во всех измерительных катушках. Таким образом, мы получаем распределение плотностей по контуру профиля, ибо согласно формуле (4.33) Б и еь ио а по аналогии И Р Ро Ро Зная распределение плотностей, легко получить также и распределение всех остальных параметров по формулам (4.43) М = ~/ [[Й) 1~ (4 44) — =) 1-)- — '[! — [1./-" М'„[[ — '[ ~ ', (445) Заметим, что методом МАГА можно получить распределение параметров не только на контуре профиля, но и во всем потоке, обтекающем профиль.
Для этого на железном $4.8) Рвзультаты исслвдоаания нл магнитных модвлях 217 лисге должно быть расположено достаточное число ивмерительных и намагничнвающих катушек. Требуемое положение витков катушки легко может быть определено с помощью магнитной стрелки. 5 4.8. Результаты исследования профилей на магнитных моделях Н. А. Цветков провел исследование обтекания двух профилей дозвуковым газовым потоком методом МАГА.
Установка и методика исследования были рассмотрены выше, и здесь мы на них не останавливаемся. Одним из исследованных профилей был симметричный крыловой профиль серии В с относительной толщиной с = 12о/ . Профиль имел хорду Ь = 200 мм. Исследование обтекания профиля производилось при одном угле атаки а=6'. Во время опыта замерялись напряженность невозмущенного магнитного поля Н и сила тока т„, подаваемого в модель профиля, а затем по формуле (4.42) вычислялся коэффициент подъемной силы С„.
Эти значения С„сравнивались с рассчитанными теоретическим путем по уточненной формуле Прандтля — Глауэрта С„ С„= К, У1 — Мз„ где Сяы — коэффициент подъемной силы профиля в потоке несжимаемой жидкости (для профиля  — 12е/е при а=б' Сяы = 0 4); К вЂ” коэффициент, зависящий от угла атаки, относительной толщины профиля и числа М Результаты исследования этого профиля приведены в таблице 14.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
