Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ DÒNG CHẢY CÓ TẠO BỌT
3.3 Tiến hành thí nghiệm
3.3.1 Quy trình đo đạc thực nghiệm
Thí nghiệm được thực hiện với chất lỏng là nước, vật được bắn ra ở độ sâu 12 cm nước, trùng với phương ngang coi như góc lệch bằng 0. Chất đốt được dùng là cồn . Cách tiến hành như sau: đầu tiên bơm một lượng cồn vào buồng đốt, sau đó bật tia lửa điện từ bộ phận đánh lửa. Khi đó cồn cháy tạo ra lượng hơi đẩy vật ra khỏi nòng súng đi vào trong bể nước.
Đo đạc quỹ đạo chuyển động của vật, thí nghiệm được bố trí như hình 3.8. Bảo đảm đèn chiếu sáng hết quãng đường đi của vật. Camera đặt vuông góc với phương ngang (phương chuyển động của vật). Độ rộng khung hình hết độ rộng của bể ( .
Hình 3.9 Bố trí thí nghiệm quan sát quỹ đạo chuyển động của vật
Để đo đạc kích thước khoang hơi thí nghiệm được bố trí như Hình 3.10. Do muốn quan sát khoang hơi được rõ nét, máy quay đặt gần hơn so với khi quan sát quỹ đạo chuyển động của vật. Đèn chiếu sáng đặt sát thành bể nhằm chiếu
47
sáng một miền muốn quan sát. Camera lấy khoảng rộng là vùng được chiếu sáng.
Hình 3.10 Bố trí thí nghiệm đo đạc kích thước khoang hơi
3.3.2 Các điều kiện thí nghiệm
Như đã trình bày trong Chương 2 tham số đồng dạng quyết định sự hình thành bọt hơi là số xâm thực . Theo các nghiên cứu trước đây thì khả năng xuất hiện khoang hơi khi . Để đồng dạng mô hình thực tế và mô hình thực nghiệm chúng tôi dựa theo độ lớn của số xâm thực. Số xâm thực được tính theo công thức (2.1), đại lượng này phụ thuộc vào áp suất của môi trường, áp suất hơi, vận tốc và khối lượng riêng của chất lỏng. Mà khối lượng riêng của nước là không đổi, do chưa chủ động được về vận tốc nên chỉ có thể điều chỉnh áp suất môi trường xung quanh hoặc áp suất hơi của nước. Vì hai đại lượng này dễ điều chỉnh trong phòng thí nghiệm. Khi nhiệt độ môi trường thay đổi thì áp suất hóa hơi của nước thay đổi tương ứng, nhiệt độ càng tăng thì áp suất hóa hơi càng cao. Nghĩa là áp suất hóa hơi gần với áp suất môi trường xung quanh.
Đối với vật mẫu chất liệu là nhôm được tiến hành thí nghiệm với các thông số như sau:
Độ sâu bắn: h = 12 cm Áp suất môi trường:
Phạm vi vận tốc V : 8.3 25 Phạm vi số cavitation
48
Trong đó, áp suất xác định theo công thức:
Vận tốc xác định được sau khi phân tích các hình ảnh thu được, được xác định theo công thức (1.2).
Dưới đây là bảng áp suất hơi của nước thay đổi theo nhiệt độ.
Bảng 3.2 Áp suất hơi của nước tương ứng với nhiệt độ
20 25 30 35 40 45 50
(Pa) 2338 3169 4245 5626 7381 9589 12344