АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТРУБА. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ЛОТКИ
Аэродинамическая труба — это установка для получения искусственного равномерного прямолинейного потока. Этот поток образуется в рабочей части трубы, где и устанавливается исследуемая модель.
Аэродинамическая труба представляет собой воздуховод с побудителем движения воздуха (осевой или центробежный вентилятор, компрессор и т. п.) и устройством для создания равномерного потока. Различают прямоточные и замкнутые аэродинамические трубы, а также трубы с закрытой и открытой рабочей частью. На рис. XV.4 представлена замкнутая аэродинамическая труба с открытой рабочей частью.
На поверхности модели здания при набегании потока воздуха возникает избыточное статическое давление или разрежение. Это давление измеряется микроманометром, соединенным шлангом со щупом или дренажной трубкой, выведенной на поверхность модели. Динамическое давление потока воздуха измеряется трубкой Пито в начальном сечении рабочей части трубы. Значение аэродинамического коэффициента определяется по формуле
Для получения качественной картины процесса обтекания здания потоком воздуха служат гидравлические лотки — плоские и объемные. Плоский гидравлический лоток — это мелкий корытообразный канал, в котором организуется прямоточное равномерное прямолинейное движение воды. Модель здания размещают у вертикальной стенки, имитирующей поверхность земли. Картина обтекания здания потоком в гидравлическом лотке двухмерная (справедлива для бесконечно длинного здания при нормальном к фасаду направлении потока). Для наблюдения за обтеканием используют индикаторы — алюминиевый порошок
|
Рис. XV.4. Схема аэродинамической трубы / — всасывающий патрубок аэродинамической трубы; 2— модель здания; 3— подставка под модель, имитирующая поверхность земли, 4 — выходной патрубок аэродинамической трубы; 5 — рабочая часть трубы, 6 — решетка у выходного патрубка аэродинамической трубы; 7 — поворотные лопатки; 8 — вентилятор с изменением угла атаки лопаток; 9 — электродвигатель |
Или мелкие бумажные конфетти. Фотографируя процесс обтекания модели с известной экспозицией, можно получить не только размеры вихревых зон, но и векторы скоростей в отдельных частях потока (по длине следа, оставляемого конфетти).
Для исследования процесса обтекания зданий конечных размеров при любом направлении потока применяют объемные гидравлические лотки. Объемный гидравлический лоток — это канал прямоугольного сечения большой протяженности Для исследования процесса обтекания здания используется передняя часть лотка, в которой влияние пограничных пристенных слоев незначительно. Модель здания, установленную на плоской подставке (имитирующей поверхность земли), помещают в поток воды сразу за выравнивающей решеткой.
В объемном лотке удобно моделировать диффузионные процессы, определяющие рассеивание выбрасываемых из здания вредных веществ. Индикатором является краска (например, раствор туши). Индикатор подают к местам расположения точек выброса вредных веществ на модели через капиллярные трубки.
Для количественной оценки в качестве индикатора применяют вещества, плотность которых близка к плотности воды. По траекториям отдельных капелек индикатора — меток, зафиксированных на кинопленке, можно судить о размерах зоны аэродинамического следа, о воздухообмене в зоне и о других характеристиках. Наглядность процесса в объемном гидравлическом лотке — главное преимущество такого лотка перед аэродинамической трубой.
