Dùng ống khí đơng để xác định hệ số cản khơng khí (hình 4.8) :
Hình 4.10. Sơ đồ ống khí động để xác định hệ số cản lăn khơng khí.
1. Ống khí động; 2. Động cơ điện; 3. Cánh quạt; 4. Ơ tơ mẫu; 5. Bàn cân; 6. Dụng cụ đo tốc độ dịng khí.
Hệ số cản khơng khí được xác định theo biểu thức:
Trong đĩ:
Fm – diện tích cản chính diện của ơ tơ mẫu, m2 v - vận tốc dịng khí đo trên ống khí động, m/s Pw - lực dẩy ơ tơ mẫu ( hay lực cản khơng khí).
Ta cĩ bẳng giá trị của hệ số cản khơng khí, chúng ta sẽ xem bảng 4.2 : Loại ơ tơ Hệ số cản khơng khí K, Ns2/m4 Du lịch Vận tải Ơtơ buýt ( chở khách ) Xe đua ( xe thể thao ) 0.2 ÷ 0,35 0,6 ÷ 0,7 0,25 ÷ 0,4 0,13 ÷ 0,15 − Trình tự và dụng cụ thí nghiệm
Trình tự thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm
- Trước khi tiến hành thí nghiệm ta kiểm tra thiết bị thí nghiệm.
- Ta tiến hành bật cho động cơ điện 2 hoạt động, động cơ điện 2 hoạt động sẽ làm quay cánh quạt 3 và sẽ tạo luồng khơng khí chạy qua ống khí động. Tại chỗ đặt ơ tơ mẫu cĩ dặt dụng cụ 6 để đo tốc độ dịng khí. Dịng khơng khí chạy qua ống khí động sẽ đẩy ơ tơ lùi về phía sau. Để cho ơ tơ mẫu trở lại vị trí ban đầu thì trên bàn cân 5 cần đặt them các quả cân. Bàn cân 5 được nối với ơ tơ mẫu qua hệ thống rịng rọc. Nhờ vậy trọng lượng của các quả cân trên bàn cân 5 sẽ bằng lực của dịng khơng khí đẩy ơ tơ mẫu hay lực cản khơng khí. Thay đổi tốc độ của các cánh quạt chúng ta sẽ cĩ các tốc độ khác nhau v của dịng khơng khí trong ống khí động và từ đĩ các lực cản khơng khí PW khác nhau.
- Trong phịng thí nghiệm người ta dùng ống khí động để xác định hệ số cản khơng khí K. Trong ống khí động 1 người ta treo ơ tơ mẫu 4 (hình 4.10 ).
- Ơ tơ mẫu cĩ hình đồng dạng với ơ tơ thiết kế nhưng cĩ thiết kế thu nhỏ.
- Chú ý : ơ tơ mẫu phải đảm bảo “ trị số Rây nơn” của hai trường hợp cĩ giá trị như nhau. Chỉ tiêu đồng dạng thể hiện qua số Rây nơn theo cơng thức :
Trong đĩ : Re – trị số Rây nơn; v – vận tốc dịng khơng khí;
l – một trong những kích thước chủ yếu của ơ tơ( thí dụ chiều dài cơ sở chẳng hạn);
- hệ số nhớt động học của khơng khí.
Từ biểu thức (4.9) thấy rằng để đảm bảo chỉ tiêu đồng dạng thì vận tốc dịng khơng khí trong ống khơng khí động phải tăng bao nhiêu lần so với vận tốc chuyển động của ơ tơ, bấy nhiêu lần kích thước của ơ tơ thực hiện lớn hơn kích thước của ơ tơ mẫu. Các ống khí động hiện nay cũng khĩ đảm bảo được điều kiện nĩi trên, cho nên hệ số cản khơng khí xác địnhtrong ống khí động cần phải đem so sánh với hệ số cản khơng khí xác định bằng thí nghiệm trên đường để cĩ sự chỉnh lý cần thiết.
Để dịng khơng khí bao quanh ơ tơ trong ống khí động gần giống với điều kiện thực tế ơ tơ chạy trên đường người ta cĩ thể làm nhiều phương án đặt ơ tơ mẫu khác nhau. Trên hình (4.11) trình bày 4 phương án đặt ơ tơ mẫu :
Hình 4.11. Các loại sơ đồ đặt ơ tơ mẫu trong ống khí động.
a. Loại đơn giản dùng một ơ tơ mẫu; b. dùng hai ơ tơ mẫu úp sát vào nhau; c. ơ tơ
mẫu đặt trên tấm phẳng cố định; d. ơ tơ mẫu đặt trên băng tải chuyển động.
Sơ đồ 4.9d là gần với thực tế nhất lên được sử dụng trong các phịng thí nghiệm.
− Kết quả thí nghiệm Giá trị đo Lần đo Lực cản khơng khí Pw(N) Vận tốc dịng khơng khí v (m2) Diện tích cản chính diện ơ tơ mẫu Fm
(m2) Lần đo 1
Lần đo 2 Lần đo 3 GTTB