Lajos Tamás

Az áramlástan alapjai

Feladatok

Kérem, válaszoljon a következő kérdésekre, illetve oldja meg a következő feladatokat!

K.11.1.1. Milyen megfontolásokkal becsülhetjük meg az áramlásba helyezett testre ható erőket?

K.11.1.2. Kérem, határozza meg a 11.3. ábrát felhasználva, hogy mekkora erő hat egy 12 m magas, 0,16 m átmérőjű, végtelen hosszú hengernek tekintett árbocra, ha a levegő sűrűsége és kinematikai viszkozitása rendre 1,2 kg/m2, 15 ⋅ 10-6 kg/m/s, a szél sebessége pedig 70 km/h. Mennyivel csökkenne ez az erő, ha a felület érdesítésével turbulenssé tennénk a henger homlokfalán kialakuló határréteget?

K.11.1.3. Egy 0,4 kg/m2 fajlagos tömegű szűrőréteg 1200 kg/m3 sűrűségű, 50 μm átmérőjű szálakból áll. A szűrőn 1,2 kg/m3 sűrűségű, 18⋅10-6 kg/m/s viszkozitású levegő áramlik át 0,6 m/s sebességgel. Mekkora a nyomásveszteség a szűrőrétegben?

K.11.1.4. Egy háromszög keresztmetszetű távközlési oszlop 6 m magas szakaszán a széllel szembeforduló oldalt összesen 12 m hosszú 120 mm átmérőjű körhenger alakú tűzihorganyzott főtartó és ugyanilyen hosszúságú, alakú és felületkezelésű 90 mm átmérőjű rácselem alkotja. A 11.5. ábra felhasználásával állapítsa meg, hogy 1,2 kg/m3 levegő sűrűség, 15 · 10-6 dinamikai viszkozitás és 25 m/s méretezési szélsebesség esetén mekkora szélerő adódik, ha a légköri turbulenciát számításunknál figyelmen kívül hagyjuk. Mennyivel kisebb értéket kapunk, ha 5% turbulenciafoknál mért ellenállástényező-értékekkel számolunk?

Kérem, határozza meg, hogy mely(ek) a helyes megállapítás(ok)!

T.11.1.1. Az ellenállás-tényező kifejezése helyesen: 1.)

; 2.)

; 3.)

; 4.)

; 5.)

Megoldás:

T.11.1.2. Adja meg helyes megállapításokat: 1.) kis Reynolds-számnál a tehetetlenségi erők dominálnak; 2.) kis Reynolds-számnál a súrlódóerők dominálnak; 3.) ha a határréteg turbulenssé válik a henger homlokfalán, a határréteg előbb válik le; 4.) ha a határréteg turbulenssé válik a henger homlokfalán, a határréteg hátrább válik le. Megoldás:

T.11.1.3. Keresse a helyes megállapításokat: 1.) A Reynolds-szám növekedésével a körhenger ellenállás-tényezője fokozatosan nő. 2.) A kritikus Reynolds-számnál a körhenger homlokfelületén a határréteg turbulenssé válik. 3.) Egy adott kritikus Reynolds-szám felett a négyzet keresztmetszetű henger ellenállása is jelentős mértékben csökken. 4.) A négyzet keresztmetszetű hengerek élei megakadályozzák a határréteg-leválás helyének elmozdulását és ezzel az ellenállás-tényező radikális csökkenését. 5.) Körhengerek felületének érdessége és a hozzááramlás turbulenciafoka csökkenti a kritikus Reynolds-szám értékét. Megoldás:

T.11.1.4. Keresse a helyes megállapításokat: 1.) A körhengerekről történő periodikus örvényleválás csak Re = 105 Reynolds-szám felett tapasztalható. 2.) Körhengerről nincs periodikus örvényleválás Re = 100 – 10000 tartományban. 3.) A henger hosszának csök-kentése esetén az ellenállás-tényező nő. 4.) A henger hosszának csökkentése esetén az ellenállás-tényező csökken. 5.) Nagy Reynolds-számok (pl. Re = 106) esetén körhengereknél periodikus örvényleválás tapasztalható. Megoldás:

A következő leckében az áramlásba helyezett testek közül a szárnyakkal foglalkozunk, amelyek speciális áramlástani sajátosságuk következtében kitüntetett szerepet töltenek be a repülésben. Megismerjük a hossztengellyel párhuzamosan megfújt hasábra ható ellenállás erő eredetét és csökkentésének módját, majd a porszemcsék mozgásának leírását, amelynek a portartalmú gázok tisztításánál van nagy jelentősége.

Tartalomjegyzék

Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2024

ISBN: 978 963 664 080 4

Műszaki tudományok

Az áramlástan alapjai tankönyv egységes szellemben adja át az olvasónak a műszaki gyakorlat igen sok területén fontos szerepet játszó áramlástan alapvető tételeit, gondolatmeneteit és ismereteit. Az elméleti alapok gondos megvilágítása mellett a tankönyv igen nagy hangsúlyt helyez azok igényes mérnöki alkalmazására, az elmélet és gyakorlat szerves kapcsolatának bemutatására, ezért számos, a mérnöki tevékenységben jól alkalmazható táblázatot, diagramot és összefüggést tartalmaz. A korábbi kiadásokhoz képest a tankönyv jelentősen bővült: kiegészült a szélcsatorna méréstechnikával és a közúti járművek áramlástanával, a korábbinál részletesebben tárgyalja az áramlásba helyezett testekre ható erőket, az áramlások numerikus szimulációját, a turbulencia-modellezést, valamint az ezeket megalapozó ismereteket.

Hivatkozás: https://mersz.hu/lajos-az-aramlastan-alapjai//

BibTeX EndNote Mendeley Zotero