Nghiên cứu khảo sát động lực học các vật thể khác nhau trên mô hình ống gió dựa trên các cảm biến lực (tt)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Cao Bá Chí NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC CÁC VẬT THỂ KHÁC NHAU TRÊN MÔ HÌNH ỐNG GIÓ DỰA TRÊN CÁC CẢM BIẾN LỰC Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện tử TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hà Nội - 2017 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, giới chịu nhiều ảnh hưởng thiên tai tự nhiên đặc biệt Việt Nam chúng ta, hàng năm phải chịu ảnh hưởng không nhỏ từ bảo, lốc trung bình năm có khoảng bão tập trung vùng miền Trung Vì nhà nghiên cứu cần có mô hình để thí nghiệm, đo đạc nghiên cứu mức tốc độ, áp suất gió bão lên nhà cửa mô hình khác Việc đo đạc trực tiếp vô khó khắn thực tế bão vô lớn vật thể to Vì nhà nghiên cứu tạo mô hình ống gió phòng thí nghiệm thay đổi tốc độ gió, tốc độ cánh quạt, đưa mô hình cần nghiên cứu, khảo sát vào thử nghiệm để biết mức độ ảnh hưởng lên mô hình thông qua kết áp suất vận tốc Từ đưa phương pháp tối ưu, thiết kế vật thể hợp lý loại vật thể khác Hiện hầm gió thường xuyên cải tiến, giám định tính khí động lực để tính toán đo đạc đưa thiết kế tốt để xây dựng Việc nghiên cứu, tìm hiểu hầm gió giúp tiếp cận với lý thuyết khí động học tác động lên nhiều mô có ý tưởng giúp cải thiện vật thể Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Giải vấn đề mô áp suất, luống khí tác động xung quanh mô hình vật thể giúp hiểu rõ tác động khí động học lên vật thể thực tiễn Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu tập trung vào mô hình ống gió mô hình vật thể đặt mô hình ống gió, nghiên cứu hệ thống phần mềm TARAD đo áp suất đầu đo hãng EDIBON sản xuất Có nhiều cách thức để mô thay đổi áp suất xung quanh vật thể Bài nghiên cứu định hướng mô theo áp suất khoảng cách cảm biến biểu diễn trục tọa độ để nhìn tổng quan thay đổi áp suất xung quanh mô hình vật thể Nội dung nghiên cứu Các nội dung nghiên cứu thực khóa luận bao gồm cụ thể sau: Đưa hướng dẫn sử dụng mô hình ống gió nghiên cứu học tập Nghiên cứu lý thuyết khí động học ảnh hướng đến vật thể Sử dụng phần mềm TARAD để đo áp suất xung quanh mô hình vật thể Chương GIỚI THIỆU– Tìm hiểu đường hầm khí động TA50/250 C, phần mềm TARAD Chương LÝ THUYẾT KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ BẢN– Trình bày sở lý thuyết khí động học công thức liên quan đến dòng chảy ống Chương XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỬ NGHIỆM ĐO ÁP SUẤT XUNG QUANH CÁC MÔ HÌNH VẬT THỂ ĐƯỢC ĐẶT TRONG ỐNG GIÓ - Trình bày trình lắp đặt phần cứng kết làm thực nghiệm với số mô hình hệ thống thí nghiệm hầm khí động TA50/250C Chương KẾT LUẬN – Dựa kết đo đạc chương đưa số đánh giá nhận xét Chương GIỚI THIỆU Gới thiệu khí động lực học gì? Thiết bị ống gió (đường hầm khí động) tạo dòng khí di chuyển tương đối so với vật đặc tính điều khiển Khí động lực học nghiên cứu chuyển động dòng chất khí Tính toán, tìm kiếm giải pháp tính chất khác dòng chảy, vận tốc, áp suát, mật độ nhiệt độ Giới thiệu đường hầm khí động TA50/250C Model: TA 50/250C Hãng sản xuất: Edibon Xuất xứ: Tây Ban Nha Hình 1.3.1 Đường hầm khí động TA50/250C Các tính kỹ thuật chung: + Ống gió 50x250mm + Dải tốc độ: 0-2800rpm + Tốc độ không khí khu vực làm việc: 0-27m/s + 30 cảm biến chênh áp, khoảng: 0-1psi + Hệ thống bao gồm số mô hình, phụ kiện có sẵn, cho phép nghiên cứu toàn diện khí động học cận âm Các mô hình có lỗ trích đo áp suất Chương LÝ THUYẾT KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ BẢN Chỉ chuyển động chất lỏng, khí lý tưởng chia làm hai loại là: + Chảy thành tầng ổn định + Chảy rối (cuộn xoáy) không ổn đinh Chỉ chuyển động không khí ống gió: Thiết kế ống gió nhằm mục đích đạt dòng tương tự (dòng không đổi khí lý tưởng) khu vực làm việc đặc tính điều khiển Công thức Định luật Bernoulli ống dòng nằm ngang: p+ ρv2 = p + q = p0 = constant ( 2.3) Cách đo áp suất tĩnh áp suất tổng: Áp suất tĩnh lòng chất lỏng p = ρgh1 Áp suất toàn phần ống p0 = ρgh2 Cách đo áp suất ống gió: Hệ thống đo cấu thành từ ống dẫn từ lỗ trích áp suất tới đầu cột nước hộp đo Trước đặt ống đo vào dòng, không khí đo áp suất khí Khi đưa ống vào dòng, áp suất đo khác so với áp suất khí quyển, không khí di chuyển vào bên ống tới áp suất bên cân với áp suất điểm đo Xác định vận tốc dòng chảy ống gió: Để xác định vận tốc dòng chảy trước tiên ta cần xác định áp suất động: q = p0 – p = ρ v 2 Vận tốc dòng chảy khu vực làm việc là: v= ∆p ( ∆p = p0 - p) ρair Số Reynolds khu vực làm việc: Reoutlet = Ul U outlet 2ab = (Mục 2.6) υ υair a + b a, b chiều dài chiều rộng khu vực lối Hệ số áp suất điểm đo: Hệ số áp lực đặc trưng cho động (hay lực cản) không khí tác dụng lên mô hình Nó không phụ thuộc vào kích thước vật Ta giả sử tốc độ khu vực làm việc, trước lắp đặt mô hình U∞ Sau đó, ta đo áp suất điểm khu vực làm việc, ta có hệ số áp suất điểm đo, là: ρairU  U  p0 − p Cp = = = ÷ 1 2 ρairU ∞ ρairU ∞  U ∞  2 Chương XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỬ NGHIỆM ĐO ÁP SUẤT XUNG QUANH CÁC MÔ HÌNH VẬT THỂ ĐƯỢC ĐẶT TRONG MÔ HÌNH ỐNG GIÓ Nắp đặt mô hình vật thể vào khu vực làm việc hầm gió Thiết lập phần mềm TARAD để tiến hành đo đạc áp suất mô hình vận tốc gió khác Hiển thị kết hình ảnh lên mành hình máy tính Chương KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ Mô hình nhà Từ kết thí nghiệm thu ta nhận thấy áp suất tập trung mặt trước mái trước nhà giảm dần mái sau mặt sau nhà Khi vận tốc tăng áp suất lên mặt trước mái trước nhà lớn Mô hình hình trụ Từ kết thí nghiệm ta nhận thấy áp suất phân bố cảm biến kí hiệu M3, M4, M5 cảm biến gió thổi trực tiếp phân bố xung quanh cảm biến lại Như vận tốc nhỏ áp suất tác động lên cảm biến xung quanh mô hình vận tốc lớn tập trung điểm trực diện có gió thổi lên Mô hình nửa hình trụ Đối với mô hình áp suất vận tốc tăng hay giảm phần bố xung quanh mô hình TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Nguyễn Tiến Lực, Khảo sát đo đạc tính chất vận tốc áp suất dòng khí động hệ thống ống gió, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, 20016, tr.20-28 [2] Vũ Thị Thanh Hương, Nghiên cứu ứng dụng công nghệ chuyển mạch mềm (Soft Switch) mạng NGN Việt Nam, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2016, tr.24-30 Tiếng Anh [3] EDIBON, Catalog TA50/250C The Computer Controlled Aerodynamic Tunnel with SCADA [4].EDIBON, TA50/250C Computer Controlled Areodynamic Tunnel Manual, 2013 Website [5] http://tailieu.vn/doc/chuong-6-dong-chay-trong-ong1773170.html [6] https://vi.wikipedia.org/khi-dong-luc-hoc [7] http://en.wikipedia.org/wiki/airfoil  ... động khí động học lên vật thể thực tiễn Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu tập trung vào mô hình ống gió mô hình vật thể đặt mô hình ống gió, nghiên cứu hệ thống phần mềm... mô hình vật thể Nội dung nghiên cứu Các nội dung nghiên cứu thực khóa luận bao gồm cụ thể sau: Đưa hướng dẫn sử dụng mô hình ống gió nghiên cứu học tập Nghiên cứu lý thuyết khí động học ảnh... khí động học tác động lên nhiều mô có ý tưởng giúp cải thiện vật thể Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Giải vấn đề mô áp suất, luống khí tác động xung quanh mô hình vật thể giúp hiểu rõ tác động