Mes įdiegėme Vokietijos gamintojo „Westenberg Wind Tunnels“ aerodinaminį vamzdį, kuriame sukuriamas mažos turbulencijos, laminarinis oro srautas. Šie vamzdžiai susideda iš skirtingų komponentų, pavyzdžiui, ventiliatoriaus, srauto ištiesinimo ir matavimo įrangos, įsiurbimo antgalio ir kitų sistemų. Aerodinaminio vamzdžio tikslas - tirti oro srauto elgseną aplink skirtingus modelius bei nustatyti aerodinamines jėgas ir momentus, slėgio ir temperatūros pasiskirstymą paviršiuose, taip pat stebėti dujų srovės parametrus.
Aerodinaminiai vamzdeliai Lietuvos kontekste atlieka svarbų vaidmenį ir yra integruoti į platesnes metrologijos bei inžinerijos sistemas. Lietuvos hidrometeorologijos tarnyba, be kitų meteorologinių matavimo priemonių, naudoja 25 oro srauto matuoklius. Pagal Lietuvos metrologijos įstatymą šiems matuokliams privaloma atlikti metrologinę patikrą; oro srauto matuoklių patikra aerodinaminiame vamzdyje su etaloniniu srauto jutikliu užtikrina matavimo priemonių sietį, kuris yra matavimo rezultatų ryšys su matavimo vieneto etaloninėmis vertėmis nenutrūkstamuoju lyginamuoju metodu. Kitaip tariant, matavimo priemonių sietis laiduojamas kalibravimu, naudojant kalibruotus etalonus.
Projektas Lietuvoje buvo įgyvendinamas ir finansuojamas 2007-2013 m. „Elsis“ įmonių grupei priklausančios įmonės. „Elsis“ - tai informacinių ir ryšių technologijų (IRT) įmonių grupė, kuri kuria individualius programinius ir telekomunikacinius sprendimus, informacines sistemas, automatizuoto duomenų surinkimo (SCADA) sistemas bei vykdo karinės infrastruktūros vystymo projektus. Kompanija išsiskiria didelę patirtį sukaupusia profesionalų komanda, kuri yra vienas iš IRT rinkos lyderių Lietuvoje, Europoje ir Rytų partnerystės šalyse.
Vilniaus technologijų ir dizaino kolegija (VTDK) yra didžiausia inžinerijos mokslų ir menų studijų kryptų kolegija Lietuvoje, kurioje sujungiamas dizainas, technologijos ir inovacijos. VTDK siūlo 16 studijų programų, nuo grafinio dizaino iki atsinaujinančios energijos inžinerijos, ir daug dėmesio skiria praktiniam mokymuisi bei bendradarbiavimui su verslu. Vienas iš įdomiausių studentų projektų - pirmasis Lietuvoje elektrinis kartas, galintis pasiekti iki 120 km/h greitį, parodantis inovacijų praktinį taikymą inžinerijos srityje.
Projektų įgyvendinimą skatina ir uždarųjų aerodinaminių vamzdžių taikymas. Tokie vamzdžiai leidžia efektyviau valdyti oro srautą ir mažiau eikvoti energiją. Taip pat svarbu paminėti, kad aerodinaminiai vamzviai gali būti naudojami ir plačiau: teršalų sklidimo aplinkos tyrimams, sportininko pozicijų optimizavimui bei aukštų pastatų aerodinaminių savybių tyrimams.
Kaip veikia aerodinaminis vamzdis?
Aerodinaminis vamzdis - įrenginys, skirtas tyrinėti, kaip oro srautas veikia įvairius objektus. Vamzdis apima didelio galingumo ventiliatorių sistemą, kuri kuria oro srautą per vamzdį. Pirmieji vėjo tuneliai atsirado XIX a., o žmogaus skrydis vėjo tunelyje pirmą kartą buvo įgyvendintas 1964 m. Pramoginiams tikslams skirtas vėjo tunelis Las Vegase atidarytas 1982 m. Šios patirtys padeda įsisąmoninti, kad vienas vėjo tunelio sesijos laikotarpis vienam žmogui gali būti artimas 1 minutės laisvam kritimui nuo kelių šimtų metrų aukščio.
Lietuvoje aerodinaminiai vamzdžiai leidžia tirti įvairius modelius atsižvelgiant į tikslą: nuo automobilių ir lėktuvų iki pastatų ir infrastruktūros elementų. Svarbu, kad modeliai būtų tinkamai atkartoti ir kad oro srautas bei srauto režimas atitiktų natūralias sąlygas. Modelio dydis dažnai ribojamas iki apie 10% vamzdžio skerspjūvio, nes didesni modeliai gali sukelti didesnes matavimo klaidas ir reikšti didesnes gamybos bei eksploatacines išlaidas, o tai dažnai reikalauja didelių ventiliatorių galios ir didesnių matavimo skerspjūvių.
Aerodinaminio vamzdžio tipai
- Kompresorinis aerodinaminis vamzdis - turi kompresorių, palaikantį reikiamą oro srautą.
- Balioninis aerodinaminis vamzdis - dujų srovė sudaroma leidžiant suslėgtas dujas iš baliono.
- Ikigarsiniai aerodinaminiai vamzdžiai - naudojami tirti ikigarsinių (lipnų) lėktuvų kilimo ir tūpimo charakteristikas, automobilių, pastatų ir tiltų modelių akies formos ir aerodinaminę ištiesumą.
- Viršgarsiniai aerodinaminiai vamzdžiai - naudojama Lavalio tūta siekiant sukurti reikiamą dujų srauto greitį ir valdyti slėgio nuostolius.
- Hipergarsiniai aerodinaminiai vamzdžiai - kuriami esant labai aukštam slėgiui (iki 100 MPa) ir temperatūrai (iki 10 000 K).
Aerodinaminio vamzdžio pritaikymas
Dažniausiai aerodinaminiai vamzdžiai naudojami lėktuvų ir automobilių savybių tyrimams, tačiau jų taikymas platesnis: teršalų sklidimo aplinkos tyrimai, sportininko pozicijų optimizavimas, aukštų pastatų aerodinaminės savybės. Tyrimo metu modeliai statomi ant specialių svarstyklių kameros, kurioje sukuriama pastovi dujų srovė - randama tankio ir temperatūros sąveika, kurios duomenys seka tiksliai. Svarbu, kad modeliai būtų proporcingi tiksliai objektų kopijai ir atitiktų natūralias sąlygas - šie reikalavimai lemia matavimų tikslumą.
Konkreti Lietuvos konteksto patirtis
Vilniaus technologijų ir dizaino kolegijoje (VTDK) integruojami projektai, kurie rodo praktinę inovacijų kultūrą Lietuvoje. Kolegija bendradarbiauja su verslu, skatina inovatyvių studentų projektų įgyvendinimą ir priima įdomius inžinerinius pasiūlymus. Pavyzdžiui, studentų sukonstruotas ir pagamintas elektrinis kartas, galintis išvystyti iki 120 km/h greitį, liudija apie talentų pritaikymo galimybes akademinėje erdvėje. Tuo tarpu „Toyota Baltic“ įkurtas techninio mokymo centras siūlo modernią diagnostinę įrangą, automobilių simuliatorius ir praktinį rengimą, kuris skatina studentų projektų plėtrą-pavyzdžiui, „Studentiška formulė“ ir „Elektrinis kartas“ projektai.
Uždarieji aerodinaminiai vamzdžiai Lietuvoje naudojami sudėtingesnėse tyrimų konfigūracijose, kuriose oro srauto kilpas efektyviau valdo ir taupo energiją. Tokie vamzdžiai siūlo galimybę saugiai ir tiksliai tirti įvairių objektų reaktyvijos į oro srautą dinamiką bei optimizuoti galutinio produkto formą ir kiekybinius charakteristikas.
| Elementas | Papildoma informacija |
|---|---|
| Ventiliatorių sistema | Kuriančios nuolatinį oro srautą |
| Srauto ištiesinimas | Užtikrina laminarinį srautą |
| Matavimo įranga | Matavimai slėgio, temperatūros ir jėgų |
| Etaloniniai jutikliai | Kalibravimas ir sietis |
Infrastruktūros ir bendradarbiavimo pavyzdžiai
Projektas buvo įgyvendinamas finansuojant 2007-2013 m., o jį įgyvendino grupė „Elsis“, kuri kuria IRT sprendimus ir informacines sistemas, įskaitant SCADA bei intelektines būsto valdymo sistemas. Tokios ilgametės patirtys užtikrina kvalifikuotą techninę priežiūrą, duomenų analizės įrankius ir patikimą infrastruktūrą tyrimams.
Privalumai ir ateities perspektyvos
Integruotos aerodinaminio vamzdžio sistemos Lietuvoje teikia tikslius matavimus, leidžia kurti efektyvesnes transporto priemonių formas, tobulinti pastatų konstrukcijų aerodinamiką bei didinti aplinkos tyrimų tikslumą. Ateityje galima tikėtis dar glaudesnio tarpdisciplininio bendradarbiavimo su universaliomis tyrimų centrų žemėlapio plėtra, didesnių įrangos galimybių ir naujų taikymo sričių bei pilotinių projektų, kuriais būtų galima išbandyti bei įvertinti naujus aerodinamikos metodus realiomis sąlygomis.
tags: #aerodinaminis #vamzdis #lietuvoje