A водный туннель экспериментальная установка, используемая для тестирования гидродинамического поведения погруженных тел в проточной воде. Он функционирует аналогично рециркуляционной аэродинамической трубе , но в качестве рабочей жидкости используется вода, и исследуются связанные явления, такие как измерение сил на масштабных моделях подводных лодок или подъем и лобовое сопротивление. суда на подводных крыльях. Водные туннели иногда используются вместо аэродинамических труб для выполнения измерений, потому что такие методы, как велосиметрия изображения частиц (PIV), легче реализовать в воде. Во многих случаях, пока число Рейнольдса эквивалентно, результаты действительны, независимо от того, испытывается ли модель подводного транспортного средства в воздухе или летательный аппарат испытывается в воде. Для потоков с низким числом Рейнольдса можно сделать туннели для перекачки нефти вместо воды. Преимущество состоит в том, что повышенная вязкость позволит потоку иметь более высокую скорость (и, таким образом, его легче поддерживать стабильным образом) при более низком числе Рейнольдса.
В то время как в аэродинамических трубах движущая сила обычно представляет собой сложные многолопастные гребные винты с регулируемым шагом лопастей, в водных и нефтяных туннелях циркулирует жидкость. с насосами, эффективно используя чистую разность напора для перемещения жидкости, а не сообщая ей импульс напрямую. Таким образом, возвратная часть туннелей для воды и нефти не требует управления потоком; обычно это просто труба, размер которой соответствует насосу и желаемой скорости потока. Входная секция водяных туннелей обычно состоит из трубы (выход из насоса) с несколькими отверстиями по бокам и с открытым концом, за которыми следует серия крупных и мелких сеток для выравнивания потока до сжатия в испытательной секции. В аэродинамических трубах также могут быть экраны до сжатия, но в водных туннелях они могут быть такими же тонкими, как и экраны, используемые в оконных проемах и дверях.
Кроме того, многие водные туннели герметичны и могут уменьшать или увеличивать внутреннее статическое давление для выполнения исследований кавитации. Они упоминаются как кавитационные туннели .
Кавитация модель гребного винта в «Модельном бассейне Дэвида Тейлора»Поскольку это высокоскоростное явление, необходима специальная процедура для визуализации кавитации. Пропеллер, прикрепленный к динамометру , помещается в приток, и его тяга и крутящий момент измеряются при различных соотношениях скорости воздушного винта (количества оборотов) к скорости притока. Стробоскоп , синхронизированный со скоростью гребного винта, «замораживает» кавитационный пузырь. Таким образом, можно определить, не будет ли пропеллер поврежден кавитацией. Для обеспечения сходства с полномасштабным воздушным винтом давление снижается, а содержание газа в воде регулируется.
Часто туннель будет совмещен с другими экспериментальными установками, такими как волновой лоток в бассейне модели корабля.
Викискладе есть материалы, связанные с Водным туннелем (гидродинамическим). |