Отчеты -и- РГР / Расчётно-графические работы / Часть4 Расчет гидродинам.коэф.сопротивления (ошибки, косяки в единицах измерения)

Задание №4

Графическим измерением с осциллограммы определяем:

Х_Т = 10,9 мм; Y_V = 55,1 мм; Y_B1 = 1,03 мм; Y_B2 = 29,12 мм; Y_H1 = 0,28 мм; Y_H2 = 33,82 мм, соответствующие моментам времени t₁ и t₂. Далее рассчитываются:

- период волны  = X_T / К_T = 10,9 / 10 = 1,09 с;

- высота волны h = y_V·к_V = 55,1·0,0013 =0,07163 м.

В момент времени t₁ (на вершине волны) будет присутствовать только скоростная составляющая волновой нагрузки, поскольку ускорения частиц жидкости в этот момент равны нулю. Следовательно:

- амплитудное значение скоростной составляющей волновой нагрузки в верхнем датчике

q_cb = y_b1·k_b = 1,03·0,00945 = 0,00973 H;

- амплитудное значение скоростной составляющей волновой нагрузки в нижнем датчике

q_ch = y_h1·К_H = 0,28·0,0042 = 0,00118 H

В момент времени t₂ (на склоне волны) будет присутствовать только инерционная составляющая волновой нагрузки, поскольку скорости частиц жидкости в этот момент равны нулю. Следовательно:

- амплитудное значение инерционной составляющей волновой нагрузки в верхнем датчике

q_ив = Y_B2·K_B = 29,12·0,00945 = 0,27518 Н;

- амплитудное значение инерционной составляющей волновой нагрузки в нижнем датчике

q_ин = Y_Н2·K_Н = 33,82·0,0042 = 0,14204 Н;

Определим отношения величин нагрузок в верхнем и нижнем датчиках:

q_cb / q_cн = 0,00973 / 0,00118 =8,25; q_ив / q_ин = 0,27518 / 0,14204 =1,94.

Предварительно определим следующие параметры волнового движения:

- круговая частота волны  = 2 /  =23,14/1,09 =5,76 с^-1;

- волновое число k = ² / g = 5,76²/9,81 =3,38 м^-1;

- длина волны  = 2 / k =2·3,14/3,38 = 1,86 м;

- амплитудное значение скорости горизонтального орбитального движения частиц жидкости на уровне верхнего датчика

м/с

- амплитудное значение скорости горизонтального орбитального дви­жения частиц жидкости на уровне нижнего датчика

м/с

- амплитудное значение ускорения горизонтального орбитального движения частиц жидкости на уровне верхнего датчика

м/с²;

- амплитудное значение ускорения горизонтального орбитального движения частиц жидкости на уровне нижнего датчика

м/с².

Определяем гидродинамические коэффициенты сопротивления:

- скоростной составляющей волновой нагрузки для верхнего датчика

- скоростной составляющей волновой нагрузки для нижнего датчика

- инерционной нагрузки для верхнего датчика

- инерционной нагрузки для нижнего датчика

Для сопоставления полученных результатов с литературными данными, определим значения числа Кьюлегена - Карпентера N_кс:

- для верхнего датчика N_ксв = V_в·/D = 0,124·1,09/0,076 = 1,78;

- для нижнего датчика N_ксн = V_н·/D = 0,059·1,09/0,076 = 0,846;

Рис.4. Зависимость коэффициентов С_с и С_и от числа Кьюлегена-Карпентера

Используя величины N_ксв и N_ксн, по графику на рис. 4 находим "литературные" значения коэффициентов волновых нагрузок:

С_свл = 0.45; С_снл = 0.25; С_ивл = 2.3; С_инл = 2.4;

Составим соотношения:

; ; ;