Aerodinaminis vamzdis - tai sudėtingas įrenginys, kuris leidžia tirti, kaip oro srautas veikia įvairius objektus. Šie vamzdžiai yra nepakeičiami kuriant naujas transporto priemones, pastatus ir kitus inžinerinius sprendimus, kur aerodinamika atlieka svarbų vaidmenį. Vokietijos gamintojo „Westenberg Wind Tunnels“ aerodinaminis vamzdis, įdiegtas Lietuvoje, sukuria mažos turbulencijos, laminarinį oro srautą, kuris yra būtinas tiksliems matavimams.
Aerodinaminiai vamzdžiai susideda iš daugelio komponentų, tokių kaip ventiliatorius, srauto ištiesinimo ir matavimo įranga, įsiurbimo antgalis ir kitos sistemos. Šie įrenginiai leidžia nustatyti aerodinamines jėgas ir momentus, tiriamas slėgio ir temperatūros pasiskirstymas paviršiuje, taip pat stebimos dujų srovės. Aerodinaminis vamzdis padeda sukurti optimalią skraidymo mašinos ar kito objekto formą.
Aerodinaminis vamzdis apibūdinamas Macho skaičiumi (M), kuris parodo dujų srovės greičio (V) ir garso greičio (a) santykį: M = V/a. Skiriami keli tipai aerodinaminių vamzdžių:
- Kompresorinis aerodinaminis vamzdis: turi kompresorių, kuris padeda palaikyti reikiamą oro srautą.
- Balioninis aerodinaminis vamzdis: dujų srovė sudaroma leidžiant suslėgtas dujas iš baliono. Šių vamzdžių darbo trukmė priklauso nuo dujų kiekio balione, tačiau dėl konstrukcijos paprastumo jie naudojami dažniau.
- Ikigarsiniai aerodinaminiai vamzdžiai: naudojami tirti ikigarsinių lėktuvų kilimo ir tūpimo charakteristikas, automobilių, pastatų, paminklų ir tiltų modelių aptakumo savybes. Tiriamasis modelis statomas ant svarstyklių darbo kameroje, kurioje sudaroma pastovaus greičio, tankio ir temperatūros dujų srovė.
- Viršgarsiniai aerodinaminiai vamzdžiai: reikiamam dujų srauto greičiui gauti naudojama Lavalio tūta, kuri leidžia valdyti slėgio nuostolius.
- Hipergarsiniai aerodinaminiai vamzdžiai: šiuose vamzdžiuose sudaromas didelis slėgis (iki šimtų MPa) ir temperatūra (iki 10^4 K). Kai Macho skaičius viršija 4,5, dujos (dažniausiai oras) yra šildomos, siekiant palaikyti reikiamą temperatūrą.
Aerodinaminių vamzdžių pritaikymas
Dažniausiai aerodinaminiai vamzdžiai naudojami lėktuvų ir automobilių savybių tyrimams. Tačiau jų pritaikymas yra kur kas platesnis:
- Teršalų sklidimo aplinkoje tyrimai.
- Efektyviausios sportininko pozicijos nustatymas.
- Aukštų pastatų aerodinaminės savybės.
Tiriant objektus aerodinaminiame vamzdyje, dažniausiai naudojami jų modeliai. Svarbu, kad modelis būtų tiksli objekto kopija, o oro greitis ir srovės režimas atitiktų natūralias sąlygas. Modelis neturi užimti daugiau kaip 10 % aerodinaminio vamzdžio skerspjūvio ploto. Mažesni modeliai didina matavimų paklaidas, todėl automobilių ir lėktuvų bandymams skirtų vamzdžių matavimo skerspjūvis siekia dešimtis kvadratinių metrų, o ventiliatorių galia - 100 tūkstančių kW. Tokias galimybes turi tik didelės įmonės ar tarptautinės organizacijos.
Aerodinaminis vamzdis Lietuvos kontekste
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. Matavimo priemonių sietis - tai matavimo rezultatų verčių ryšys su matavimo vieneto etaloninėmis vertėmis, nustatytas nenutrūkstamuoju lyginamuoju metodu. Kitaip tariant, matavimo priemonių sietis laiduojamas kalibravimu, naudojant kalibruotus etalonus.
Vilniaus technologijų ir dizaino kolegija (VTDK) yra didžiausia inžinerijos mokslų ir menų studijų krypčių kolegija Lietuvoje. Čia puikiai dera dizainas, technologijos ir inovacijos. VTDK siūlo 16 studijų programų, nuo grafinio dizaino iki atsinaujinančios energijos inžinerijos. Kolegija didelį dėmesį skiria praktiniam mokymuisi, bendradarbiauja su verslo įmonėmis ir skatina inovatyvių studentų projektų įgyvendinimą.
Vienas iš tokių projektų yra studentų sukonstruotas ir pagamintas pirmasis Lietuvoje elektrinis kartas, kuris savo galingumu konkuruoja su benzininiais kartais ir gali išvystyti iki 120 km/h greitį.
Technologijos ir inovacijos
„Elsis“ - tai informacinių ir ryšių technologijų (IRT) įmonių grupė, turinti didelę patirtį kuriant individualius programinius ir telekomunikacinius sprendimus, informacines sistemas, automatizuoto duomenų surinkimo (SCADA) sistemas, intelektines būsto valdymo ir kitas inžinerines sistemas.
Kolegijoje „Toyota Baltic“ įkurtas „Toyota“ techninio mokymo centras, aprūpintas modernia diagnostine įranga, automobiliais simuliatoriais ir mokomaisiais stendais. Čia studentai mokosi atlikti diagnostiką naudodami Lexus LS 460, Toyota RAV4 Hybrid ir Toyota Yaris simuliatorius. „Toyota“ remia inovatyvius studentų projektus, tokius kaip „Studentiška formulė“, „Elektrinis kartas“ ir kt.
Uždarieji aerodinaminiai vamzdžiai yra sudėtingesni - oras juose cirkuliuoja ratu, todėl taupoma energija.
Projektas, kurio metu buvo įdiegtas aerodinaminis vamzdis, buvo finansuojamas 2007-2013 m. laikotarpiu.
tags: #aerodinaminis #vamzdis #vtdk