Гидропрофиль
Cтраница 2
Когда стойка, пересекающая поверхность раздела, используется для крепления гидропрофиля, предназначенного для создания подъемной силы, глубина каверны на стойке может быть больше, если точка соединения стойки с гидропрофилем находится в области низкого давления. В самом неблагоприятном случае стойка может быть причиной образования вентилируемой каверны, охватывающей всю область низкого давления гидропрофиля, вследствие чего значительно уменьшается подъемная сила и увеличивается сопротивление системы. [16]
Таким образом, небольшое ухудшение кавитационной характеристики приводит к значительному улучшению качества гидропрофиля. Для данного профиля дальнейшее ухудшение кавитационной характеристики не оправдано, поскольку при а0 - - 2 L / D имеет максимум. CL продолжает возрастать за этой точкой, но лишь за счет ухудшения качества профиля. Конечно, каждый профиль имеет свои индивидуальные характеристики. [17]
Следовательно, причины, вызывающие изменение направления скорости Vz ( после обтекания гидропрофиля) по сравнению со случаем идеального течения через решетку с бесконечным рядом профилей, в конечном счете будут следующими. [18]
Одна группа экспериментальных работ [23-25] была посвящена тщательному сравнительному исследованию влияния изменения уровня давления и соответствующего уровня скорости системы на кавитационные характеристики гидропрофиля Кларка Y-117. Этот профиль показан на фиг. Измерения были проведены при нескольких значениях числа / С, меньших Кг. Нумачи измерил визуально и длину кавитационных зон. [19]
Когда стойка, пересекающая поверхность раздела, используется для крепления гидропрофиля, предназначенного для создания подъемной силы, глубина каверны на стойке может быть больше, если точка соединения стойки с гидропрофилем находится в области низкого давления. В самом неблагоприятном случае стойка может быть причиной образования вентилируемой каверны, охватывающей всю область низкого давления гидропрофиля, вследствие чего значительно уменьшается подъемная сила и увеличивается сопротивление системы. [20]
Симметричные гидропрофили имеют одинаковые свойства при положительных и отрицательных углах атаки. У гидропрофиля несимметричной формы кривые подъемная сила-сопротивление несимметричны. Рассмотрим аэродинамический профиль NACA4412, показанный на фиг. Силовые характеристики про-филя во всем представляющем интерес диапазоне углов атаки представлены на фиг. Однако с точки зрения возможности кавитации на данном профиле кривые на фиг. Заметим, что давление выражено через коэффициент давления, который равен значению Кю на поверхности тела, взятому с обратным знаком. Это означает, что вся совокупность экспериментально и теоретически определенных распределений давления для широкого диапазона форм аэродинамических профилей может быть непосредственно использована для определения возможности кавитации на этих профилях, когда они используются как изолированные гидропрофили или направляющие лопатки или когда последние расположены на относительно большом расстоянии от других направляющих поверхностей. [21]
В экспериментах с телами, имеющими плоские профили давления, получены другие результаты. Примером может служить гидропрофиль NACA 16012, рассчитанный на ламинарное обтекание, с плоским профилем давления и низким коэффициентом минимального давления. Авторы работы [ II ] 1 установили, что число кавитации ( определяемое по исчезновению кавитации с увеличением давления) уменьшается с увеличением VoL. Этот эффект становится более заметным с увеличением длины хорды L. Для тел с плоским профилем давления они нашли, что кавитация имеет вид пузырей газа, перемещающихся вместе с жидкостью. И наоборот, на телах с четким минимумом давления, например полусферических телах, область возникновения кавитации сужается и она происходит если не на поверхности твердого тела, то очень близко к ней. Уменьшение / С; с увеличением VoL еще полностью не объяснено. [22]
Общая форма длинных суперкаверн близка к эллиптической, как и в случае каверн за симметричными телами. Аналогичным образом асимметрия, связанная с развитием каверны на гидропрофиле, в основном ограничена областью вблизи профиля. [23]
Наиболее важными формами в приложении к аппаратам с подводными крыльями, винтам и агрегатам, преобразующим энергию, являются профили, на которых отрыв потока происходит обычно на острых передней и задней кромках. В общем случае в условиях развитой кавитации ( когда каверна длиннее хорды гидропрофиля) коэффициент подъемной силы уменьшается, а коэффициент лобового сопротивления возрастает по сравнению с соответствующими значениями при беска-витационном обтекании. С уменьшением К каверна удлиняется. Теоретически при / ( 0 она должна простираться в бесконечность. С помощью метода Тулина получены линеаризованные решения для класса профилей малой, но произвольной кривизны, в том числе для дуги окружности и плоской пластины. Предельные значения для плоской пластины совпадают с точным решением, полученным на основе теории течений со свободными линиями тока, развитой Кирхгофом и Рэлеем [48], вплоть до членов, содержащих квадрат угла атаки. [24]
Итак, кавитация, изменяя течение у поверхности гидропрофиля, не обязательно изменяет разность средних давлений. Из рассмотрения этих примеров следует, что хотя кавитацион-ная зона всегда влияет на распределение давления по поверхности гидропрофиля, она может вызывать или не вызывать изменение направления скорости основного потока, что зависит от степени кавитации и толщины кавитационной зоны. [25]
Когда стойка, пересекающая поверхность раздела, используется для крепления гидропрофиля, предназначенного для создания подъемной силы, глубина каверны на стойке может быть больше, если точка соединения стойки с гидропрофилем находится в области низкого давления. В самом неблагоприятном случае стойка может быть причиной образования вентилируемой каверны, охватывающей всю область низкого давления гидропрофиля, вследствие чего значительно уменьшается подъемная сила и увеличивается сопротивление системы. [26]
 |
Схема навигационной установки для испытания решеток профилей после модификации. [27] |
Труба оборудована весовым устройством для измерения в ходе испытаний подъемной силы и лобового сопротивления профилей. Дополнительные сведения о трубе будут приведены ниже в следующем разделе при рассмотрении принятой в институте методики испытания решеток гидропрофилей. [28]
По этому распределению определяется подъемная сила и сопротивление формы. Дополнительное сопротивление поверхностного трения необходимо рассчитать. В третьем методе гидропрофиль устанавливается в движущемся потоке жидкости и определяется распределение скоростей в поперечном сечении потока перед гидропрофилем и за ним. Силы, действующие на гидропрофиль, вычисляются по изменению количества движения жидкости в двух направлениях. [29]
Рейнольдса и отчасти гистерезисом между возникновением кавитации, определяемым путем понижения давления до момента, когда кавитация становится впервые видимой, и исчезновением кавитации, определяемым путем повышения давления до момента, когда кавитация исчезает. В общем оценки, сделанные на основании данных, полученных в аэродинамических трубах, имеют меньший разброс, что, по-видимому, обусловлено более высокими числами Рейнольдса, при которых были получены распределения давления при испытаниях в потоке воздуха. Более ярко выраженное различие для нижней стороны гидропрофиля, обычно являющейся стороной высокого давления, вероятно, обусловлено погрешностями изготовления модели, которые оказывают более сильное влияние из-за небольшого радиуса и большой кривизны передней кромки с нижней стороны. Фактически все эти измерения, по-видимому, имеют более высокую точность, чем требуется для большинства приложений. Это связано с тем, что, если гидрокрыло или направляющая лопатка изготовлены недостаточно тщательно, то отклонения от истинной формы, обусловленные несовершенством изготовления, вызовут большие изменения кавитационной характеристики, чем различия в рабочей среде или методах измерения. [30]
Страницы: 1 2 3 4