VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Для решения поставленной задачи необходимо собрать установку состоящую из фена с несколькими температурными режимами, детектора, модели изделия. На рис.1 показана блок-схема установки для проведения опыта.

Рис.1.Установка для моделирования тепловых полей воздушных потоков.1.Фен.2.Воздушный поток.3.Детектор.4.Модель изделия.5.Электронная камера.

Элементы опыта располагаем согласно рис.1 по оптической оси ОО¹, где фен 1 создаёт воздушный поток 2 заданной температуры. В воздушном потоке на расстоянии 300мм устанавливается детектор 3 размером 130х170х2,1мм с закреплённой на нём моделью 4. Детектор устанавливается в плоскости рис.1. При изготовлении детектора надо исходить из данных по температуре воздушного потока и мезофазе жидких кристаллов т.е. температурном интервале в котором они работают. Выбор жидких кристаллов относительно температуры воздушного потока необходимо учитывать так как жидкие кристаллы в основном работают в пределах нескольких градусов в зависимости от типа кристаллов и эти температуры должны быть согласованы с температурой воздушного потока. Возможен и другой способ подготовки детектора к работе, его нагревают до изотропного состояния жидких кристаллов, а затем помещают в воздушный поток. На рис 2 показан детектор выполненный на основе холестерических жидких кристаллов с мезофазой 27-33℃. Это стеклянная капсула с полостью 0,1мм калиброванная по периметру полиэтиленовой плёнкой толщиной 0,1мм и шириной 3 мм. Жидкие кристаллы и капсулу нагревают до изотропного состояния. Через один надрез в плёнке (2 надреза диаметрально расположены) вводят жидкие кристаллы через другой выходит воздух. За счёт сил молекулярного сцепления жидкие кристаллы втягиваются в капсулу.

Рис.2.Жидкокрсталлический детектор. а. Обратная сторона детектора. б. Лицевая сторона детектора.

Заполненную капсулу герметизируют Скочем или холодной сваркой. Обратную сторону детектора покрывают чёрной нитроэмалью рис.2а. Лицевая прозрачная рис.2б.

Модель выполняют в масштабе в зависимости от её размеров, единственный критерий чтобы она разместилась на детекторе и была возможность наблюдать картину теплового поля. Для контрастности изображения модель должна быть светлых тонов, желательно белой. Крепление модели на детекторе осуществляют супер –клеем. Так в работе [1] показаны тепловые поля стеклянной пластинки, цилиндра, крыла самолёта в воздушном потоке. По аналогичной методике проведём опыт с моделью кузова автомобиля для этого разрежем модель на две половинки вдоль основания. Одну из половинок кузова крепим к детектору и устанавливаем её в воздушный поток согласно рис 1. Включаем фен с температурой прогрева потока 37℃. На детекторе появляются изотермы рис. 3, процесс формирования которых зависит от скорости воздушного потока и чувствительности детектора. С помощью электронной камеры фиксируем динамику формирования теплового поля.

Рис.3. Градиентная термограмма кузова автомобиля в воздушном потоке.

Расшифровку изотерм осуществляем с помощью градуированной шкалы рис.4.

Рис.4.Градуированная школа.

Зная температуру и скорость можно рассчитать параметры воздушного потока при обтекании кузова автомобиля[1].

Литература.

1.Оглоблин Г.В.,Стулов В.В. Модель в воздушном потоке. «Науки о природе и технике» №1-1(09) 2012.С 71-74.

Код для цитирования: Скопировать