Höjd densitet på luften = bättre nyttjande av kanalarean?

[Erland Cox]

Då är väl mitt svar ovan lika solklart då. Luft och vatten är fluider. Det innebär att dom fyller den behållare som de innesluts i. Skillnaden mellan vatten och luft är att luft är kompressibel så det händer helt andra saker. Luft kan töjas och komprimeras men det kan inte vatten. Jag skulle vilja säga att det inte händer så mycket med ökad densitet. Ljudhastigheten t.ex. förblir densamma eftersom kompressibiliteten tar ut densiteten. Från min hemsida: http://www.topplocksverkstan.se/FLODESFORLUST.html" onclick="window.open(this.href);return false;

Flödesförlusterna i en kanal kan uppdelas i friktions- och formförluster som bestäms av förhållandena i gränsskitet. Friktionsmotståndet orsakas av skjuvspänningen vid väggytan. Vid friktionsfri strömning blir strömningsmotståndet noll. Övertrycket på kroppens framsida balanseras precis av motsvarande tryck på baksidan. I verkligheten löser strömningen av från kroppen och trycket i vaken blir lägre än i det friktionsfria fallet. Den kraft som orsakas av undertrycket i vaken i jämförelse med trycket på framsidan, utgör kroppens formmotstånd. Formmotståndet orsakas av normalkrafterna, d.v.s. trycket vid ytan. Storleken av formmotståndet kommer i stor utsträckning att bestämmas av läget för avströmningspunkten. Detta i sin tur beror av förhållandena i gränsskitet. Om ni tittar på det övre klotet i bilden till vänster kan ni se vaken (den blåa ytan). Gränsskiktet är området mellan det stillastående klotet och gasen som rör sig kring det. På grund av friktionen mellan klotet och gasen samlas mer och mer stillastående gas vid ytan och flödet löses av, d.v.s. det kan inte längre följa ytan. Gasen i vaken blir inte stillastående utan tvingas genom friktion att röra sig med den omgivande strömning och virvlar uppstår. Vid högre hastigheter blir virvlarna instabila och ändrar sin storlek eller sönderfaller i oregelbundna, turbulenta rörelser. Det nedre klotets gropiga yta aktiverar ytskiktet och fördröjer avlösningen. Orsaken till avlösningen är att gasen vid tryckstegring bromsas upp genom friktion i gränsskiktet och stannar kvar. För att avlösning ska uppkomma krävs: tryckstegring, friktion samt att uppbromsad gas stannar kvar. Genom att ändra på någon av dessa tre förutsättningar kan man förhindra eller fördröja avlösningen.

Avlösningen beror på trycket framför och bakom motståndet mot flödet och tryckskillnaderna i kanalen över ytan borde inte vara större på en överladdad motor. Är de större blir det lättare avlösning. D.v.s. att det förefaller omöjligt att luften lättare skulle följa en kanal bara för att trycket i den är högre i varje fall om man ska bry sig om och följa fysikens lagar.
Däremot kan man genom att aktivera ytskiktet fördröja eller förhindra avlösning.

Erland.

[Kadett4wd]

Missförstå mig rätt.
Men jag har svårt att ta in information från endast en källa, som jag dessutom inte vet om han är riktigt påläst eller ej.
Wikipedia litar jag inte på heller.
Så än är det inte solklart för mig.

Kan det hända att ytskiktet aktiveras mera vid högre tryck/hastighet så man fördröjer avlösningen?

[G-son]

Vet inte hur det beter sig i en kanal vid olika tryck... Men vid användning av skalamodeller i vindtunnel får man ändra luftens hastighet eller lufttrycket för att kompensera för skillnader som beror på att det inte är test i full storlek. Jag vet att det byggts minst en vindtunnel avsedd att kunna trycksättas (normalt sett ökar man hastigheten vid mindre skala, men det är inte helt problemfritt), men om den någonsin fungerat är en annan femma...

[Erland Cox]

Missförstå mig rätt.
Men jag har svårt att ta in information från endast en källa, som jag dessutom inte vet om han är riktigt påläst eller ej.
Wikipedia litar jag inte på heller.
Så än är det inte solklart för mig.

Kan det hända att ytskiktet aktiveras mera vid högre tryck/hastighet så man fördröjer avlösningen?

Nej.

Påläst eller inte, jag läser i varje fall och försöker svara. Skaffa en flödesbänk och ett pitotrör så kan du mäta själv.

Erland.

[Erland Cox]

Vet inte hur det beter sig i en kanal vid olika tryck... Men vid användning av skalamodeller i vindtunnel får man ändra luftens hastighet eller lufttrycket för att kompensera för skillnader som beror på att det inte är test i full storlek. Jag vet att det byggts minst en vindtunnel avsedd att kunna trycksättas (normalt sett ökar man hastigheten vid mindre skala, men det är inte helt problemfritt), men om den någonsin fungerat är en annan femma...

Det med skalamodell och hastighetskompensering beror på att ytskiktet växer med längden. För att kompensera för kortare längd kör man högre hastighet. Jag vet dock inte hur man räknar ut kompensationen.

[G-son]

Just det, så var det. Bläddrade lite i böckerna och hittade lite mer info.

Det man utgår från för att få rätt hastighet vs. skala är reynoldstalet, och formeln bakom det är:

Luftens densitet * Hastighet * Längd / Viskositet

Med andra ord är det så enkelt att halvskala kräver dubbel hastighet för att få samma reynoldstal = övergång från laminärt till turbulent flöde på samma plats. Men eftersom luftens densitet är med i formeln betyder det att dubbla trycket ger samma resultat som dubbla hastigheten (förutom om tryckändringen påverkar luftens viskositet, det har jag ingen aning om).

Den goda nyheten är att detta inte ger någon större skillnad så länge flödet är laminärt (eftersom det huvudsakligen flyttar platsen där flödet övergår från laminärt till turbulent längre bak, och är det helt laminärt vid normalt tryck kommer det fortsätta vara det vid högre tryck/hastighet). Ännu bättre är att OM man får oönskat turbulent flöde vid normalt tryck kommer det fördröjas och möjligen inte alls förekomma vid högre tryck.

Å andra sidan är det inte helt lätt att veta hur luftflöde beter sig inne i en kanal, aerodynamik är minst sagt avancerat och småsaker kan ge enorma förändringar i resultatet... Ju mer jag vet, desto mer vet jag att jag inte vet.

[Kadett4wd]

Erland.

Nu har jag varit på jobbet hela dagen och jobbat, skulle varit kul att se vad du redigerat 2ggr.
Känner jag dig rätt var det nån lång ramsa som du sedan ångrade, då jag sett du betett dig rätt dumt åt emellanåt, eller ja inte betett dig som jag hade uppfattningen folk i din ålder ska bete sig, Barnsligt mao.

Jag tänker däremot INTE skaffa en flödesbänk själv då jag anser det mätverktyget totalt ointressant för min del.
I det här specifika fallet kanske man kan laborera och få ett svar man tror är sant.
Flödesbänk kommer inte innanför mina väggar förrens man kan simulera en motors gasväxling under drift(det är så mycket mer än bara gasströming åt ett håll)
Vilket troligtsvis aldrig lär hända.

[J00r]

Den goda nyheten är att detta inte ger någon större skillnad så länge flödet är laminärt (eftersom det huvudsakligen flyttar platsen där flödet övergår från laminärt till turbulent längre bak, och är det helt laminärt vid normalt tryck kommer det fortsätta vara det vid högre tryck/hastighet). Ännu bättre är att OM man får oönskat turbulent flöde vid normalt tryck kommer det fördröjas och möjligen inte alls förekomma vid högre tryck.

Nu är jag ju inget proffs men som jag har lärt mig så är det i princip aldrig laminärt flöde i verkligheten, vi hade flödeslabb på universitet tidigare i höst och det är bara laminärt vid extremt lågt flöde och hastighet. Det senare du skrev kan jag dock hålla med om att man mycket väl kan komma ifrån viss turbulens vid högre av tryck och densitet emot lägre!

Erland: Varför ska han ha en flödesbänk och pitotrör när han undrar vad som händer under tryck!?

[Erland Cox]

Just det, så var det. Bläddrade lite i böckerna och hittade lite mer info.

Det man utgår från för att få rätt hastighet vs. skala är reynoldstalet, och formeln bakom det är:

Luftens densitet * Hastighet * Längd / Viskositet

Med andra ord är det så enkelt att halvskala kräver dubbel hastighet för att få samma reynoldstal = övergång från laminärt till turbulent flöde på samma plats. Men eftersom luftens densitet är med i formeln betyder det att dubbla trycket ger samma resultat som dubbla hastigheten (förutom om tryckändringen påverkar luftens viskositet, det har jag ingen aning om).

Den goda nyheten är att detta inte ger någon större skillnad så länge flödet är laminärt (eftersom det huvudsakligen flyttar platsen där flödet övergår från laminärt till turbulent längre bak, och är det helt laminärt vid normalt tryck kommer det fortsätta vara det vid högre tryck/hastighet). Ännu bättre är att OM man får oönskat turbulent flöde vid normalt tryck kommer det fördröjas och möjligen inte alls förekomma vid högre tryck.

Å andra sidan är det inte helt lätt att veta hur luftflöde beter sig inne i en kanal, aerodynamik är minst sagt avancerat och småsaker kan ge enorma förändringar i resultatet... Ju mer jag vet, desto mer vet jag att jag inte vet.

Mycket bra svar. Jag ska läsa igenom det flera gånger. Alla rörflöden i motorer och flödesbänkar är fullt turbulenta.
Gäller samma sak då när man ska simulera tryckskillnader? Det påstaås att stora tryckskillnader i flödesbänken ska ge helt andra resultat men jag har inte sett någon skillnad mellan 3 och 40 tum förutom att det blir större avläsningsfel ju längre ner på skalan man hamnar. Jag kanske inte har kommit tillräckligt högt upp i tryckskillnad och har en pump med 17Kw:s motor stående som förhoppningsvis kan dra rejält med undertryck. Det krävs dock att jag bygger om mina mätskalor så att dom klarar de större tryckskillnaderna.

Erland.

[Erland Cox]

Erland.

Nu har jag varit på jobbet hela dagen och jobbat, skulle varit kul att se vad du redigerat 2ggr.
Känner jag dig rätt var det nån lång ramsa som du sedan ångrade, då jag sett du betett dig rätt dumt åt emellanåt, eller ja inte betett dig som jag hade uppfattningen folk i din ålder ska bete sig, Barnsligt mao.

Jag tänker däremot INTE skaffa en flödesbänk själv då jag anser det mätverktyget totalt ointressant för min del.
I det här specifika fallet kanske man kan laborera och få ett svar man tror är sant.
Flödesbänk kommer inte innanför mina väggar förrens man kan simulera en motors gasväxling under drift(det är så mycket mer än bara gasströming åt ett håll)
Vilket troligtsvis aldrig lär hända.

Hej Patrick! Jag skrev faktiskt bara det jag skrev. jag har skrivit sånt jag ångrat och jag ska försöka att inte göra det igen. Jag ska försöka vara mer professionell oavsett hur dissad jag blir. Jag skriver från jobbet och ibland är jag lite för trött helt enkelt och skulle kanske låtit bli att skriva. Jag tyckte du verkade skärpt fram tills du började ifrågasätta en vetenskaplig approach på saker. Vad det än är som har gjort dig sur på mig så hoppas jag att det går att lösa? Vi kanske skulle snackat ut i telefon.
Sen är jag glad att jag fortfarande fast jag fyller 50 i år har kvar min barnsliga glöd och intresse för saker och ting. Jag tycker att det är lönt att räkna på och prova saker som gör att man kommer lite närmre verkligheten och jag kan säga av egen erfarenhet att man lär sig mycket. jag läser alla svar och tänker igenom saker noga. Det svaret att en turbo motor bara använde lite mer effekt till friktion än en atmosfärisk i samma storlek fick mig att tänka efter. Jag är ute efter att lära mig så mycket som möjligt och jag är beredd att ändra uppfattning om saker så fort det finns vetenskapliga belägg för det

Puss och kram från Erland!

[Erland Cox]

Den goda nyheten är att detta inte ger någon större skillnad så länge flödet är laminärt (eftersom det huvudsakligen flyttar platsen där flödet övergår från laminärt till turbulent längre bak, och är det helt laminärt vid normalt tryck kommer det fortsätta vara det vid högre tryck/hastighet). Ännu bättre är att OM man får oönskat turbulent flöde vid normalt tryck kommer det fördröjas och möjligen inte alls förekomma vid högre tryck.

Nu är jag ju inget proffs men som jag har lärt mig så är det i princip aldrig laminärt flöde i verkligheten, vi hade flödeslabb på universitet tidigare i höst och det är bara laminärt vid extremt lågt flöde och hastighet. Det senare du skrev kan jag dock hålla med om att man mycket väl kan komma ifrån viss turbulens vid högre av tryck och densitet emot lägre!

Erland: Varför ska han ha en flödesbänk och pitotrör när han undrar vad som händer under tryck!?

Jag tänkte att man kan simulera om det blir någon skillnad mellan om man låter bänken suga eller trycker genom toppen. Jag har provat vid 28" och det blev ingen skillnad. Men som jag skrev innan spå var tryckskillnaden kanske för liten?
Det är ju möjligt att med hjälp av tryckluft trycka genom toppen med stora tryckskillnader och se om det gör någon skillnad.
Har man bara en någotsånär stor tank så räcker det till att behålla trycket under avläsningar på olika lyft.
Vilket Universitet går du på?

Erland.

[J00r]

Jag tänkte att man kan simulera om det blir någon skillnad mellan om man låter bänken suga eller trycker genom toppen. Jag har provat vid 28" och det blev ingen skillnad. Men som jag skrev innan spå var tryckskillnaden kanske för liten?
Det är ju möjligt att med hjälp av tryckluft trycka genom toppen med stora tryckskillnader och se om det gör någon skillnad.
Har man bara en någotsånär stor tank så räcker det till att behålla trycket under avläsningar på olika lyft.
Vilket Universitet går du på?

Erland.

Tänkte jag inte på, kan nog hända att tryckskillnaden blir för liten... Man skulle kanske testat det där med någon stor industri kompressor för att få både tryck och luftmängd för att få bra(rätt) fyllnadsgrad!?

Går maskinteknik i Luleå.

Förresten i det där inlägget du redigerade visst la du bara till namnet längst ned? Skriv det som signatur i kontrollpanelen istället, bara ett tips!

[Erland Cox]

Ibland ser jag att jag har stavat fel i efterhand eller skrivit så jag knappt själv förstår men jag ska lägg till namnet. Risken är väl att jag skriver in det ändå så det blir dubbelt.
AMC hade en flödesbänk på 60 talet som drevs av stora tryckluftstankar med någon form av tryckreglering. Dom tryckte insug genom porten och avgas från förbränningsrummet.
Nackdelen är att man inte kommer till att proba hastigheter i insugningskanalen. Jag har själv på börjat en prototyp till en avgasbänk med tryckluft men sen har det inte hänt så mycket.
Det är så mycket lättare att få till avgas än insug så än så länge finns det inga effektvinster där. Avgasporten har genom grenröret full diffusion medan insug dumpar i cylindern med allt det innebär i flödesförluster. Jag har gjort en hel del diffusorer och det är intressant att se hur mycket man kan öka flödet bara genom att förlänga diffusorn.
Även om flödesbänken inte återspeglar verkligheten i motorn exakt så öppnar den ögonen på en när det gäller mycket och den är ovärderlig som hjälpmedel om man ska tillverka något som det strömmar luft genom: http://www.topplocksverkstan.se/FLODESMODULEN.html" onclick="window.open(this.href);return false; . Att luften flödade bättre genom en 120 graders böj än en med 30 grader trodde jag aldrig men det beror på hur nära ventilen svängen slutar.
Varje riktningsändring ger en störning men sen blir det balans igen tills man ska räta upp eller svänga åt ett annat håll.

Erland.

[SpeedAddict]

Just det, så var det. Bläddrade lite i böckerna och hittade lite mer info.

Det man utgår från för att få rätt hastighet vs. skala är reynoldstalet, och formeln bakom det är:

Luftens densitet * Hastighet * Längd / Viskositet

Med andra ord är det så enkelt att halvskala kräver dubbel hastighet för att få samma reynoldstal = övergång från laminärt till turbulent flöde på samma plats. Men eftersom luftens densitet är med i formeln betyder det att dubbla trycket ger samma resultat som dubbla hastigheten (förutom om tryckändringen påverkar luftens viskositet, det har jag ingen aning om).

Den goda nyheten är att detta inte ger någon större skillnad så länge flödet är laminärt (eftersom det huvudsakligen flyttar platsen där flödet övergår från laminärt till turbulent längre bak, och är det helt laminärt vid normalt tryck kommer det fortsätta vara det vid högre tryck/hastighet). Ännu bättre är att OM man får oönskat turbulent flöde vid normalt tryck kommer det fördröjas och möjligen inte alls förekomma vid högre tryck.

Å andra sidan är det inte helt lätt att veta hur luftflöde beter sig inne i en kanal, aerodynamik är minst sagt avancerat och småsaker kan ge enorma förändringar i resultatet... Ju mer jag vet, desto mer vet jag att jag inte vet.

När jag läser ditt inlägg kan jag inte låta bli att undra ifall du inte har vänt lite på resonemanget?

Jag tänker så här att enligt ideala gaslagen så ökar densiteten på luften med ökat tryck och enligt definitionen på Reynoldstalet som du skriver i ditt inlägg (vilken jag minns som korrekt) så ÖKAR Reynoldstalet och därmed turbulensen vid ökad densitet. Det vill säga, ifall du ökar trycket på luften så ökar du även turbulensen vid given hastighet vid tex portströmming eller ifall man betraktar gränsskikt så kommer omslag till turbulent gränsskikt att ske TIDIGARE med ökat tryck.

[G-son]

Mycket bra svar. Jag ska läsa igenom det flera gånger. Alla rörflöden i motorer och flödesbänkar är fullt turbulenta.
Gäller samma sak då när man ska simulera tryckskillnader?
...
Erland.

Vågar inte säga för mycket, jag är bara en glad amatör inom aerodynamik och jag kan egentligen bara så mycket om ämnet att jag vet att jag nästan inte vet något. Reynoldstalet påverkar övergången från laminärt till turbulent flöde som sagt, och helt laminärt flöde ska inte påverkas nämnvärt av variation i tryck/hastighet. Men när flödet är helt turbulent har jag ingen aning om hur det blir, det är något man generellt vill undvika på de grejer som mina böcker handlar om så ingen har brytt sig om att nämna något.

Har ett par andra tegelstensromaner om aerodynamik liggande på datorn, ska försöka se om det står något matnyttigt i dom. Men nu snackar vi väl 800 sidor eller nått sånt, så det är inget man läser från början till slut på en kafferast.