Cải tiến, nâng cấp bộ thí nghiệm ống khí động và xây dựng các bài thí nghiệm xác định lực cản khí động

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: ………………………………………………………………… Lớp: …………………………… Số thẻ SV: ……………………………………… Tên đề tài: ………………………………………………………………………… Người hướng dẫn: ………………………….………… Học hàm/ học vị: ………… II Nhận xét đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, sáng tạo ứng dụng đồ án: (điểm đánh giá tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: (điểm tối đa 4đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… NCKH: (nếu có báo khoa học ĐATN đề tài NCKH: cộng thêm 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… III Tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… IV Đánh giá: Điểm đánh giá: Đề nghị: /10 Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng Người hướng dẫn i năm 201 Ghi chú: Điểm đánh giá cho lẻ đến mức 0,5 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP V Thông tin chung: Họ tên sinh viên: ……….………………………………………………………… Lớp: …………………….……… Số thẻ SV: ……………………………………… Tên đề tài: …………………………………………….…………………………… Người phản biện: ………………………….………… Học hàm/ học vị: ………… VI.Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Điểm Điểm Điểm tối đa trừ lại TT Các tiêu chí đánh giá 1a 1b 1c 1d 1e 1f 2a 2b Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải đủ nhiệm vụ đồ án giao - Hiểu vận dụng kiến thức Toán khoa học tự nhiên vấn đề nghiên cứu - Hiểu vận dụng kiến thức sở chuyên ngành vấn đề nghiên cứu - Có kỹ vận dụng thành thạo phần mềm mô phỏng, tính toán vấn đề nghiên cứu - Có kỹ đọc, hiểu tài liệu tiếng nước ứng dụng vấn đề nghiên cứu - Có kỹ làm việc nhóm, kỹ giải vấn đề - Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; ứng dụng thực tiễn: Kỹ viết: - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích - Thuyết minh đồ án lỗi tả, in ấn, định dạng Tổng điểm đánh giá: theo thang 100 Quy thang 10 (lấy đến số lẻ) 80 15 25 10 10 10 10 20 15 Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Ý kiến khác: ……………………………………………………………………………………… Đề nghị: Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 201… i Người phản biện ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc CÂU HỎI PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: …….….……………………………………………………… Lớp: …………………….….… Số thẻ SV: ……………………………………… Tên đề tài: ……………………………….………….…………………………… Người phản biện: …………………… …….………… Học hàm/ học vị: ……… II Các câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời ……………….……………….…… ……………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đáp án: (người phản biện ghi vào chấm nộp với hồ sơ bảo vệ) ……………….……………….…… ……………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đà Nẵng, ngày tháng năm 201… Người phản biện i TÓM TẮT Tên đề tài: Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động Nội dung tóm tắt: Trong hoạt động thí nghiệm khí động người ta phải thực thí nghiệm để xác định lực cản gió tác động lên mô hình, vật thể Tuy nhiên việc đo đạc phương tiện di chuyển khó khăn nguy hiểm Từ người ta xây dựng ống khí động để mô tác động lực khí động lên mô hình đặt ống Đề tài tốt nghiệp gồm hai phần: Thiết kê đế ru lô để mô mặt đường xem xét ảnh hưởng chuyển động quay bánh xe đến lực cản tác dụng lên xe Thiết kế điều khiển góc nghiêng cánh máy bay để xác định lực cản lực nâng tác dụng lên cánh góc khác Bên cạnh đó, nhóm tiến hành thí nghiệm nâng cao thí nghiệm thiết kế ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM i TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Ngành Hồ Duy Vinh 103120109 12C4A Kỹ thuật khí Nguyễn Phi Trường 103120103 12C4A Kỹ thuật khí Tên đề tài đồ án: CẢI TIẾN, NÂNG CẤP BỘ THÍ NGHIỆM ỐNG KHÍ ĐỘNG VÀ XÂY DỰNG CÁC BÀI THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH LỰC CẢN KHÍ ĐỘNG i LỜI CẢM ƠN Trên thực tế thành công mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý Thầy Cô, gia đình bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy Cô Khoa Cơ khí Giao thông với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường Và đặc biệt học kỳ này, để hoàn thành đồ án tốt nghiệp, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Phan Thành Long, người tận tình hướng dẫn chúng em suốt thời gian làm đồ án Sự bảo tận tình chu đáo thầy giúp chúng em hoàn thành mô hình thí nghiệm thuyết minh thời hạn Kế tiếp, chúng em xin cảm ơn thầy Nguyễn Xuân Sơn tạo điều kiện để chúng em làm đồ án phòng thí nghiệm thủy khí, thầy Phùng Minh Nguyên thầy Võ Như Tùng cho chúng em mượn dụng cụ thiết bị cắt, mài trình làm mô đua lời khuyên, góp ý để mô hình chúng em đẹp mắt gọn nhẹ Chúng em xin cảm ơn bạn khoa Cơ khí nhiệt tình giúp đỡ chúng em hoàn thành mạch điện tử chương trình cho mạch điện tử Đồ án được thực khoảng thời gian khoảng tháng Bước đầu chúng em vào tìm hiểu nghiên cứu khoa học xây dựng mô hình thí nghiệm, kiến thức em hạn chế nhiều bỡ ngỡ thiếu sót điều chắn, em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy Cô bạn học lớp để chúng em rút kinh nghiệm cho thân để sau trường chúng em làm việc tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 28 tháng 05 năm 2017 Nhóm sinh viên ii CAM ĐOAN Nhóm sinh viên Hồ Duy Vinh, Nguyễn Phi Trường xin cam đoan trình thực hoàn thành đồ án tốt nghiệp không phạm vào hành vi vi phạm liêm học thuật để tạo lợi cho thân người khác học thuật cách bất công bịa đặt, gian lận, đạo văn, giúp người học khác vi phạm Nhóm sinh viên iii MỤC LỤC Chương MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI .2 Chương TỔNG QUAN VỀ ỐNG KHÍ ĐỘNG Khoảng áp suất 21 Chương NGHIÊN CỨU LỰC CẢN TÁC DỤNG LÊN CÁC VẬT THỂ THÔNG THƯỜNG 26 Chương THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU CHỈNH GÓC NGHIÊNG ĐỂ THÍ NGHIỆM DÒNG CHẢY QUA BIÊN DẠNG CÁNH 32 iv DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật biến tần Schneider Altivar 312 14 Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật máy đo vận tốc gió PCE TA-30 16 Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật cảm biến đo lực CAS BCA-50L 19 Bảng 2.4 Tính hoạt động cảm biến MPXHZ6400A .20 Bảng 2.5 Đặc tính hoạt động (VS = 5.0 Vdc, TA = 25°C, khoảng nhiệt độ hoạt đông 0oC-85oC) 20 Bảng 3.1 Lực cản hệ số cản tác dụng lên vật thể hình đĩa phẳng 27 Bảng 3.2 Lực cản hệ số cản tác dụng lên vật thể hình trụ đứng 28 Bảng 3.3 Lực cản hệ số cản tác dụng lên vật thể hình cầu 29 Bảng 4.1 Số liệu biên dạng cánh NACA 0012 37 Bảng 4.2 Số liệu biên dạng cánh SG6043 .41 Bảng 4.3 Thông số kỹ thuật servo futaba s3003 49 Bảng 4.4 Các chân chức LCD HD 44780 .51 Bảng 4.5 Thông số điều khiển góc nghiêng .52 Bảng 4.6 Thông số kỹ thuật loadcell loại 20kg .53 Bảng 4.7 Thông số kỹ thuật mạch chuyển đổi HX711 ADC 24 bít .54 Bảng 4.8 Kết trình đo xác định vận tốc trung bình theo tần số 59 Bảng 4.9 Giá trị đo với vận tốc 5,4 m/s Re= 87200 .60 Bảng 4.10 Giá trị đo với vận tốc 7,94 m/s, Re = 111375 61 Bảng 4.11 Giá trị đo với vận tốc 10,63 m/s, Re = 148546 61 Bảng 4.12 Giá trị đo với vận tốc 13,27 m/s Re= 185438 .62 Bảng 4.13 Giá trị đo với vận tốc 16,03 m/s Re= 224007 .62 Bảng 4.14 Giá trị đo với vận tốc 5,4 m/s Re= 87200 64 Bảng 4.15 Giá trị đo với vận tốc 7,94 m/s, Re = 111375 .65 Bảng 4.16 Giá trị đo với vận tốc 10,63 m/s, Re = 148546 65 Bảng 4.17 Giá trị đo với vận tốc 13,27 m/s Re= 185438 66 Bảng 4.18 Giá trị đo với vận tốc 16,03 m/s Re= 224007 66 Hình 2.1 Mô hình máy bay X-48 thí nghiệm ống khí động, trung tâm nghiên cứu Langley NASA, Hampton, Virginia, Hoa Kỳ Hình 2.2 Mô hình xe đua Pagani Zonda F thí nghiệm ống khí động v Hình 2.3 Mô hình trường Đại học kiến trúc TP HCM ứng dụng khí động học xây dựng quận Hình 2.4 Các vận động viên tập luyện với ống khí động Hình 2.5 Mô hình ống khí động Hình 2.6 Sơ đồ khu vực thí thí nghiệm với ống khí động loại hở, Diamler-Benz Aerospace Airbus, Bremen, Đức .7 Hình 2.7 Hầm gió loại kín, Defense Establishment Research Agency @ERA, Bedford, Anh .7 Hình 2.8 Sơ đồ cấu tạo ống khí động thí nghiệ .12 Hình 2.9 Biến tần Schneider Altivar 312 13 Hình 2.10 Sơ đồ khối hoạt động biến tần 14 Hình 2.11 Máy đo vận tốc gió 15 Hình 2.12 Cảm biến đo lực CAS BCA-50L .17 Hình 2.13 Hoạt động màng điện trở biến dạng 18 Hình 2.14 Sơ đồ khối mạch nội tích hợp chip cảm biến áp suất 19 Hình 2.15 Mạch ứng dụng điển hình (hoạt động nguồn ra) 21 Hình 2.16 Tín hiệu đầu cảm biến (Volts) tương ứng với áp suất đầu vào theo đĩa phẳng 22 Hình 2.17 Bảng sai số nhiệt độ 22 Hình 2.18 Bảng sai số áp suất 23 Hinh 3.1 Vật cản hình lăng trụ đứng 26 Hình 3.2 Vật cản hình cầu 26 Hình 3.3 Vật cản hình đĩa phẳng 27 Hình 3.4 Đồ thị hệ số cản vật thể hình đĩa phẳng theo tốc độ gió 27 Hình 3.5 Đồ thị hệ số cản vật thể hình trụ đứng theo tốc độ gió 28 Hình 3.6 Đồ thị hệ số cản vật thể hình cầu theo tốc độ gió 29 Hình 4.1 Mô khí động học tác dụng lên máy bay 31 Hình 4.2 Biên dạng cánh máy bay chiến đấu 32 Hình 4.3 Hình dạng mép trước biên dạng cánh máy bay thương mại .32 Hình 4.4 Biên dạng cánh đối xứng 33 Hình 4.5 Biên dạng cánh không đối xứng 33 Hình 4.6 Phân bố pá suất ứng suất qua vật thể 33 Hình 4.7 Các lực ảnh hưởng lên biên dạng cánh 34 Hình 4.8 Hệ số nâng hệ số cản theo góc α 34 Hình 4.9 Hệ số cản hệ số nâng cánh máy bay v Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động 4.2.5 Phương thức lắp đặt hệ thống điều chỉnh góc nghiêng cánh máy bay a) Sơ đồ mạch hiển thị cảm biến áp sức điều khiển servo 57 Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động b) Sơ đồ mạch hiển thị cảm biến lực c) Sơ đồ tổng thể Cánh máy bay lắp đặt theo chi tiết kế xây dựng mục 4.2.1 đến 4.2.4 Cánh máy bay gắn cố định với trục điều khiển, trục điều khiển nối với servo điều chỉnh góc nghiêng Servo cung cấp điện điều khiển thông qua mạch Arduino hai nút nhấn điều khiển góc Trục điều khiển bắt xuyên qua gá đỡ, gá đỡ chi làm hai phần Một phần gắn lên cảm biến lực cản theo hướng thẳng đứng, theo ngang giá đỡ ta gắn cảm biến lực nâng cảm biến lực nối với mạch thị kết 58 Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động Hình4.26 sơ đồ tổng thể cấu điều khiển góc nghiêng d) Chương trình cover mạch áp suất servo #includeconst int apsuat=A0; LiquidCrystal lcd(7,6,5,4,3,2); #include#define SERVO_PIN 13 Servo gServo; int x=90; #define tang #define giam 10 void setup() { pinMode(apsuat,INPUT); pinMode(tang,INPUT); pinMode(giam,INPUT); gServo.attach(SERVO_PIN); } void loop() { int reading=analogread(apsuat); float voltage = reading* 5.0/1025.0; float temp = (((voltage/5+0.01191)/0.002421); lcd.begin(16,2); 59 Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động lcd.print(“Ap suat duoc:”); lcd.setCursor(2,1); // print the number of seconds sine reset: lcd.print(temp*1000); //Chuyen tu ADC sang nhiet lcd.setCursor(11,1); lcd.print(“Pa”); delay(100); gServo.write(x); delay(50); if (digitalRead(tang)==HIGH){ delay(100); x++; } if(digitalRead(giam)==HIGH){ delay(100); x ; } } e) Chương trình cover mạch thị cảm biến lực #include #include LiquidCrystal_lcd(0x3F,16,2); #include “Hx711.h” int kl; Hx711 scale(A2,A3); void setup() { lcd.init(); lcd.backlight(9600); } void loop(){ lcd.begin(16,2);//khai bao dung lcd (16,2); lcd.setCursor(4,0); lcd.print(“LUCNANG:”); lcd.setCursor(4,1); lcd.print(kl); lcd.print(“Gam”); kl = scale.getGram()*10; 60 Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động //lcd.print(“Gam”); //delay(20); } 4.3 Đo lực cản, xây dựng quay trình thí nghiệm xử lý kết 4.3.1: Quy trình thí nghiệm - Bước 1: Xác định điều kiện ban đầu, đo nhiệt độ phòng Xác định vị trí lắp đặt mô hình - Bước : Xác định vận tốc gió qua buồng đo với giá trị điều khiển biến tần - Bước 3: Lắp đặt giá đỡ, cảm biến lực cản cảm biến lực nâng vào buồng đo ống khí động - Bước : Đo lực cản, lực nâng tác dụng lên cảm biến theo vận tốc gió Bằng cách điều chỉnh biến tần để thay đổi tốc độ quạt - Bước : Đo lấy kết lực cản lực nâng ghi vào bảng số liệu - Bước : Lắp đặt giá đỡ, cấu điều khiển, biên dạng cánh, cảm biến lực cản cảm biến lực nâng vào buồng đo ống khí động - Bước : Đo lực cản lực nâng tác dụng lên cảm biến theo góc nghiêng cánh Bằng cánh điều chỉnh cầu điều khiển để làm thay đổi góc nghiêng - Bước : Thực trình đo bước với vận tốc khác Từ ta kết thí nghiệm đo 4.8 Bảng Kết trình đo xác định vận tốc trung bình theo tần số Tần sô cấp cho quạt Hz Giá trị vận tốc trung bình Vận tốc gió đo (m/s) (m/s) 10 15 20 25 30 lần 5,3 8,22 10,71 13,43 16,24 lần 5,7 8,16 10,77 13,23 15,92 lần 5,2 7,44 10,40 13,14 15,93 5,4 7,94 10,63 13,27 16,03 4.3.2 Đo lực cản lực nâng ống khí động Sau đo đạt kết thí nghiệm theo vận tốc gió, áp dụng công thức tính lực cản lực nâng để suy hệ số cản số reynolds 61 Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động Công thức xác định hệ số cản CD = FD ρ × A ×V (4.15) Công thức xác định hệ số nâng CL = FL ρ × A ×V (4.16) Công thức xác định sô reynolds Re = V ×C υ (4.17) Trong CD : Hệ số cản CL : Hệ số nâng FD : Lực cản FL : Lực nâng ρ : Khối lượng riêng không khí điều kiện chuẩn ( ρ = 1,29 kg/m3) A : Là diện tích cản biên dạng cánh diện tích hình chiếu biên dạng cánh A = 0,1x0,25 = 0,025 (m2) C : Chiều dài dây cung 0,25 (m) V : Vận tốc gió Re : Số Reynolds υ : Độ nhớt động học môi trường không khí υ = 1,789x10-5 (m2/s) Áp dụng công thức tính toán ta số liệu kết đo thí nghiệm kết tính toán a) Kết đo biên dạng cánh NACA 0012 Bảng 4.9 Giá trị đo với vận tốc 5,4 m/s Re= 87200 góc lực cản lực nâng tác dụng tác dụng lực cản tác dụng lực nâng tác dụng 62 lực cản lực nâng tác dụng tác dụng hệ số cản hệ số nâng Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động 10 15 20 25 30 lên cảm biến (kg) 0,002 0,004 0,007 0,010 0,014 0,019 0,025 lên cảm biến (kg) 0 0 0 lên cánh cảm biến (kg) 0,02 0,028 0,034 0,039 0,046 0,058 0,069 lên cánh cảm biến (kg) 0,024 0,026 0,029 0,031 0,032 0,033 0,030 lên cánh (kg) lên cánh (kg) (N) (N) 0,018 0,024 0,027 0,029 0,032 0,039 0,044 0,024 0,026 0,029 0,031 0,032 0,033 0,030 0,031 0,041 0,047 0,050 0,055 0,067 0,076 0,041 0,045 0,050 0,054 0,055 0,057 0,052 Bảng 4.10 Giá trị đo với vận tốc 7,94 m/s, Re = 111375 góc 10 15 20 25 30 lực cản lực nâng tác dụng tác dụng lên cảm lên cảm biến biến (kg) (kg) 0,002 0,004 0,007 0,010 0,014 0,019 0,025 lực cản tác dụng lên cánh cảm biến (kg) 0,023 0,030 0,036 0,044 0,051 0,060 0,071 lực nâng tác dụng lên cánh cảm biến (kg) 0,044 0,046 0,049 0,050 0,052 0,054 0,051 lực cản lực nâng tác dụng tác dụng lên cánh lên cánh (kg) (kg) 0,021 0,026 0,029 0,034 0,037 0,041 0,046 0,044 0,046 0,049 0,050 0,052 0,054 0,051 hệ số cản hệ số nâng (N) (N) 0,020 0,026 0,029 0,033 0,036 0,040 0,045 0,042 0,045 0,048 0,049 0,051 0,053 0,050 Bảng 4.11 Giá trị đo với vận tốc 10,63 m/s, Re = 148546 góc lực cản lực nâng tác dụng tác dụng lên cảm lên cảm biến biến (kg) (kg) 0,002 lực cản tác dụng lên cánh cảm biến (kg) 0,025 lực nâng tác dụng lên cánh cảm biến (kg) 0,062 63 lực cản lực nâng tác dụng tác dụng lên cánh lên cánh (kg) (kg) 0,023 0,062 hệ số cản hệ số nâng (N) (N) 0,013 0,034 Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động 10 15 20 25 30 0,004 0,007 0,010 0,014 0,019 0,025 0 0 0 0,033 0,041 0,051 0,064 0,079 0,097 0,065 0,070 0,072 0,075 0,077 0,074 0,029 0,034 0,041 0,050 0,060 0,072 0,065 0,070 0,072 0,075 0,077 0,074 0,016 0,019 0,023 0,027 0,033 0,040 0,036 0,038 0,040 0,041 0,042 0,040 Bảng 4.12 Giá trị đo với vận tốc 13,27 m/s Re= 185438 góc 10 15 20 25 30 lực cản lực nâng tác dụng tác dụng lên cảm lên cảm biến biến (kg) (kg) 0,002 0,004 0,007 0,010 0,014 0,019 0,025 lực cản tác dụng lên cánh cảm biến (kg) 0,030 0,036 0,045 0,056 0,069 0,084 0,104 lực nâng tác dụng lên cánh cảm biến (kg) 0,081 0,083 0,085 0,088 0,090 0,092 0,089 lực cản lực nâng tác dụng tác dụng lên cánh lên cánh (kg) (kg) 0,028 0,032 0,038 0,046 0,055 0,065 0,079 0,081 0,083 0,085 0,088 0,090 0,092 0,089 hệ số cản hệ số nâng (N) (N) 0,010 0,011 0,012 0,016 0,019 0,022 0,027 0,028 0,029 0,039 0,030 0,031 0,032 0,031 Bảng 4.13 Giá trị đo với vận tốc 16,03 m/s Re= 224007 góc 10 15 20 lực cản lực nâng tác dụng tác dụng lên cảm lên cảm biến (kg) biến (kg) 0,002 0,004 0,007 0,010 0,014 0 0 lực cản tác dụng lên cánh cảm biến (kg) 0,038 0,044 0,054 0,068 0,086 lực nâng tác dụng lên cánh cảm biến (kg) 0,135 0,138 0,140 0,143 0,146 64 lực cản tác dụng lên cánh (kg) lực nâng tác dụng lên cánh (kg) hệ số cản hệ số nâng (N) (N) 0,036 0,040 0,047 0,058 0,072 0,135 0,138 0,140 0,143 0,146 0,009 0,010 0,011 0,014 0,017 0,032 0,033 0,034 0,035 0,035 Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động 25 30 0,019 0,025 0 0,102 0,121 0,148 0,144 0,083 0,096 0,148 0,144 0,020 0,023 Xây dựng đồ thị lực cản lực nâng theo góc Alpha Hình 4.27 Đồ thị thể thay đổi lực nâng theo góc nghiêng Hình 4.28 Đồ thị thể thay đổi lực cản theo góc nghiêng 65 0,036 0,035 Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động Nhận xét: Từ kết đo thông số tính toán vẽ đồ thị biến đổi hệ số cản hệ số nâng biên dang cánh theo góc alpha ta thấy: + Đối với lực nâng biên dạng cánh NACA 0012 loại biên dạng cánh đối xứng nên góc độ lực nâng không điều kiện đo việc chế tạo biên dạng cánh chưa xác nên có gây lực nâng vị trí độ Khi tốc độ gió góc alpha tăng lực nâng tăng, góc alpha đạt đến 25 độ lực nâng giảm Từ kết thí nghiệm ta xác định góc nghiêng thích hợp cho việc cất cánh + Đối với lực cản biên dạng cánh NACA 0012 hệ số lực cản tăng dần theo giá trị tăng góc α b) Kết đo biên dạng cánh SG6043 Bảng 4.14 Giá trị đo với vận tốc 5,4 m/s Re= 87200 góc 10 15 20 25 30 lực cản lực nâng tác dụng tác dụng lên cảm lên cảm biến biến (kg) (kg) 0,002 0,004 0,007 0,010 0,014 0,019 0,025 lực cản tác dụng lên cánh cảm biến (kg) 0,008 0,013 0,020 0,029 0,047 0,056 0,071 lực nâng tác dụng lên cánh cảm biến (kg) 0,005 0,017 0,031 0,046 0,062 0,056 0,052 lực cản lực nâng tác dụng tác dụng lên cánh lên cánh (kg) (kg) 0,028 0,034 0,038 0,049 0,058 0,078 0,099 0,005 0,017 0,031 0,046 0,062 0,056 0,052 hệ số cản hệ số nâng (N) (N) 0,010 0,016 0,022 0,033 0,057 0,064 0,079 0,009 0,029 0,053 0,079 0,107 0,096 0,089 Bảng 4.15 Giá trị đo với vận tốc 7,94 m/s, Re = 111375 góc lực cản lực nâng lực cản lực nâng 66 lực cản lực nâng hệ số hệ số Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động 10 15 20 25 30 tác dụng tác dụng lên cảm lên cảm biến biến (kg) (kg) 0,002 0,004 0,007 0,010 0,014 0,019 0,025 tác dụng lên cánh cảm biến (kg) 0,010 0,015 0,022 0,031 0,048 0,059 0,074 tác dụng lên cánh cảm biến (kg) 0,007 0,018 0,036 0,050 0,067 0,063 0,060 tác dụng tác dụng lên cánh lên cánh (kg) (kg) 0,008 0,011 0,015 0,021 0,034 0,040 0,049 0,007 0,018 0,036 0,050 0,067 0,063 0,060 cản nâng (N) (N) 0,008 0,011 0,015 0,021 0,033 0,039 0,048 0,007 0,018 0,035 0,049 0,066 0,062 0,059 Bảng 4.16 Giá trị đo với vận tốc 10,63 m/s, Re = 148546 góc 10 15 20 25 30 lực cản lực nâng tác dụng tác dụng lên cảm lên cảm biến biến (kg) (kg) 0,002 0,004 0,007 0,010 0,014 0,019 0,025 lực cản tác dụng lên cánh cảm biến (kg) 0,018 0,021 0,028 0,037 0,050 0,068 0,081 lực nâng tác dụng lên cánh cảm biến (kg) 0,014 0,018 0,045 0,062 0,082 0,077 0,069 lực cản lực nâng tác dụng tác dụng lên cánh lên cánh (kg) (kg) 0,016 0,017 0,021 0,027 0,036 0,049 0,056 0,014 0,018 0,045 0,062 0,082 0,077 0,069 hệ số cản hệ số nâng (N) (N) 0,009 0,010 0,012 0,015 0,020 0,027 0,031 0,008 0,013 0,025 0,034 0,045 0,042 0,038 Bảng 4.17 Giá trị đo với vận tốc 13,27 m/s Re= 185438 góc lực cản lực nâng tác dụng tác dụng lên cảm lên cảm biến biến lực cản tác dụng lên cánh cảm lực nâng tác dụng lên cánh cảm 67 lực cản lực nâng tác dụng tác dụng lên cánh lên cánh (kg) (kg) hệ số cản hệ số nâng (N) (N) Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động 10 15 20 25 30 (kg) 0,002 0,004 0,007 0,010 0,014 0,019 0,025 (kg) 0 0 0 biến (kg) 0,029 0,034 0,040 0,048 0,061 0,087 0,112 biến (kg) 0,017 0,044 0,059 0,075 0,091 0,084 0,079 0,027 0,030 0,033 0,038 0,047 0,068 0,087 0,017 0,044 0,059 0,075 0,091 0,084 0,079 0,010 0,011 0,012 0,013 0,017 0,024 0,030 0,006 0,016 0,021 0,026 0,032 0,029 0,027 Bảng 4.18 Giá trị đo với vận tốc 16,03 m/s Re= 224007 góc lực cản lực nâng lực cản lực nâng lực cản lực nâng tác dụng tác dụng tác dụng tác dụng tác dụng tác dụng lên cảm lên cảm lên cánh lên cánh lên cánh lên cánh biến biến cảm cảm (kg) (kg) (kg) (kg) biến (kg) biến (kg) 0,002 0,037 0,022 0,035 0,022 0,004 0,044 0,036 0,040 0,036 10 0,007 0,053 0,060 0,046 0,060 15 0,010 0,068 0,070 0,058 0,070 20 0,014 0,086 0,100 0,072 0,100 25 0,019 0,120 0,094 0,101 0,094 30 0,025 0,137 0,088 0,112 0,088 Xây dựng đồ thị lực cản lực nâng theo góc Alpha 68 hệ số cản hệ số nâng (N) (N) 0,009 0,010 0,011 0,014 0,017 0,024 0,027 0,005 0,009 0,015 0,017 0,024 0,023 0,021 Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động Hình 4.29 Đồ thị thể thay đổi lực nâng theo góc nghiêng Hình 4.30 Đồ thị thể thay đổi lực cản theo góc nghiêng Nhận xét: 69 Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động Từ kết đo thông số tính toán vẽ đồ thị biến đổi hệ số cản hệ số nâng biên dạng cánh theo góc alpha ta thấy: + Đối với lực nâng biên dạng cánh SG 6043 loại biên dạng cánh không đối xứng Khi tốc độ gió góc alpha tăng lực nâng tăng, góc alpha đạt đến 20 độ lực nâng giảm So sánh đồ thị hệ số lực nâng theo góc alpha lý thuyết ta thấy kết gần tương đồng + Đối với lực cản biên dạng cánh SG 6043 hệ số lực cản tăng dần theo giá trị tăng góc α KẾT LUẬN - Khi tốc độ gió góc nghiêng khác lực cản lực nâng thay đổi điều chỉnh góc - Hệ số cản thay đổi theo giá trị tăng dần góc nghiêng thay đổi, lực nâng lúc đầu tăng góc cánh thay đổi, góc quay làm cánh nghiêng đến giới hạn lực nâng giảm từ kết gần với biên dạng lý thuyết lực nâng lực cản - Đề xuất đóng góp: Cần trang bị cảm biến áp suất để xác định áp xuất bề mặt vật thể 70 Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]Josepth Katz “Race Car Aerodynamics: Designing for speed” Bentley Publisher, 1734 Massachusetts Avenue Cambridge, MA 02138 USA, 1995 [2]Jewel B Barlow William H Rae, Jr Alan Pope “LOW-SPEED WIND TUNNEL TESTING” A WILEY-INTTERSCIENCE PUBLICATION USA, 1999 [3]Phan Thành Long “Giáo trình thủy khí”, 2014 [4]Drag Coefficient, Wikipedia Tháng 5-2017 [5] Nguyễn Văn Yến “ Giáo trình chi tiết máy ” NXB GIAO THÔNG VẬN TẢI 2005 68 ... pháp nâng cấp ống khí động có theo hướng tự động hóa Bên cạnh chúng em thực thí nghiệm ống khí động nâng cấp Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động. .. phần xây dựng thí nghiệm để xác định lực cản khí động Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động Chương MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Trong hoạt động. .. tài: Cải tiến, nâng cấp thí nghiệm ống khí động xây dựng thí nghiệm xác định lực cản khí động Nội dung tóm tắt: Trong hoạt động thí nghiệm khí động người ta phải thực thí nghiệm để xác định lực cản