ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние формы и размеров дренажного отверстия на погрешность измерения статического давления из "Турбулентный пограничный слой" Статическое давление в пограничном слое измеряется с использованием дренажных отверстий, расположенных на обтекаемой поверхности (стенке). Однако наличие отверстия на стенке приводит к возмущению потока в пограничном слое в окрестности этого отверстия и, следовательно, к искажению измеренного статического давления Ризм относительно истинного давления Рист. при этом размер зоны возмущения зависит от диаметра отверстия. [c.226] Все это приводит к заметному искажению величины статического давления, измеренного с использованием дренажного отверстия. [c.226] В опытах [4.8, 4.9], в которых исследовалось влияние размеров отверстия на погрешность измерения статического давления, величина Рист определялась путем экстраполяции к d = О значений давления, измеренных с помощью набора дренажных отверстий разного диаметра. Однако такой способ определения Рист не всегда оправдан, поскольку из-за технических трудностей, связанных с изготовлением дренажных отверстий малого диаметра, возможны дефекты дренажных отверстий, которые приводят к большому разбросу опытных точек. Последнее делает экстраполяцию опытных точек к d = 0 ненадежной. Это обстоятельство и явилось одной из основных причин плохого согласования опытных данных [4.8, 4.9] между собой. [c.226] Ниже приводятся результаты систематических исследований [4.10] погрешности измерения статического давления с использованием более совершенной методики определения величины Рист, что существенно повысило надежность опытных данных. [c.226] В качестве истинных принимались значения статического давления Рист, измеренные с помощью дренажного отверстия, закрытого пористым металлическим диском, заподлицо с обтекаемой поверхностью [4.10, 4.11]. Средний размер пор в диске составлял 10 мкм, при этом поверхность пористого диска была аэродинамически гладкой. Использование в опытах пористого дренажного отверстия с очень малыми размерами пор исключало необходимость в экстраполяции опытных данных к d — О и, следовательно, возможную неоднозначность в определении Рист- С целью уменьшения инерционности измерения Рист с помощью пористого дренажа отверстие статического давления, перекрываемое пористым диском, имело диаметр, равный 10 мм (втулка А, табл. 4.3). [c.227] Здесь itrd/i/— число Рейнольдса, рассчитанное по диаметру d дренажного отверстия и динамической скорости Ur = у/ту /р, где — касательное напряжение на обтекаемой поверхности в точке расположения дренажного отверстия I и D — глубина дренажного отверстия и диаметр отводящей пневмометрической трассы (см. табл. 4.3), 5 — толщина пограничного слоя. [c.227] Относительная погрешность определяется как отношение разности измеренного и истинного значений статического давления, ДР = Ризм — Рист, к скоростному напору набегающего потока (2AP/pUq) или как отношение АР к величине касательного напряжения на стенке (AP/r ,). [c.227] Относительно малые значения перепада давления АР по длине проточного канала регистрировались с помощью высокочувствительного спиртового манометра с ценой деления 0,003мм вод. ст., в котором слежение за уровнем спирта, отсчет и регистрация показаний осуществлялись автоматически посредством фотодиодов, оптических линз и электронной схемы управления. [c.227] Исследовались разные типы дренажных втулок (табл. 4.3) с целью определения оптимальной конфигурации дренажных отверстий. [c.227] О влиянии геометрической формы и размеров дренажных втулок на погрешность измерения статического давления можно судить по опытным данным, приведенным на рис. 4.10 в, где с учетом (4.8) для двух типичных форм дренажного отверстия (Б и В) представлена зависимость АР/т — f urd/i ) при разных значениях параметра l/d. Видно, что при числах Рейнольдса Urd/и 400 и малых значениях l/d l/d 2) измеренные значения статического давления могут быть меньше действительных. При этом чем меньше l/d, тем больше диапазон значений urd/u, при которых возможны отрицательные значения АР. При l/d 2 значения АР/ту, принимают положительные значения при всех значениях Urd/i и растут с увеличением l/d и Urd/u. [c.231] При l/d А зависимость АР/ту, = f l/d) для втулок Б и В стабилизируется и при постоянном значении Urd/v остается неизменной с дальнейшим ростом l/d (рис. 4.10г). В этих условиях погрешность измерения не зависит также и от отношения диаметра пневмотрассы к диаметру дренажного отверстия D/d (см. опытные точки 4 на рис. 4.11а), в то время как при малых значениях l/d (l/d= 1) наблюдается явно выраженная зависимость АР/ту, от D/d (кривая 5 на рис. 4.11 о). Для втулки Г величина АР/ту, зависит также от относительной длины L/D отводящей пневмотрассы. Из рис. 4.116 следует, что значение АР/ту, стабилизируется при L/D 4. [c.231] Исследовалось влияние угла а зенковки дренажного отверстия и относительной глубины фаски к/й па погрешность измерения статического давления с целью определения оптимальной формы входной части дренажного отверстия, обеспечивающей минимальную погрешность измерения. [c.234] что при а = 60° увеличение относительной глубины зенковки h/d слабо сказывается на величине погрешности 2AP/ pUq). Однако уже при а — 80° зависимость 2АР/рЩ = f h/d) становится явно выраженной. При сравнительно небольшой относительной глубине зенковки (h/d 0,3) погрешность 2АР/pU вначале возрастает по сравнению со случаем h/d = 0, затем по мере дальнейшего роста /i/ i —уменьшается и принимает минимальное значение при h/d)min 0,9, после чего вновь возрастает. Такой же ход опытных кривых имеет место и при а = 100° и 120°, причем значения h/d, при которых наблюдаются максимум и минимум относительной погрешности, с ростом а остаются практически неизменными. [c.235] При а 100° форма опытных кривых стабилизируется, что видно из рис. 4.15, где представлены сглаженные по опытным точкам кривые, приведенные на рис. 4.14 для разных значений а. Из рис. 4.15 следует, что зенковка дренажного отверстия диаметром d = 0,8 мм под углом а = 100° и 120° при относительной глубине фаски h/d = 0,8-, 0 позволяет уменьшить относительную погрешность измерения примерно в 5 раз по сравнению со случаем h/d = О, при этом сама величина относительной погрешности не превышает 0,2%. [c.235] С уменьшением диаметра дренажного отверстия относительная погрешность падает и при = 0,5 мм и h/d 1 она становится практически равной нулю (рис. 4.16). [c.235] Вернуться к основной статье