Кефіцієнт аеродинамічного опору

Версія від 18:35, 26 червня 2014, створена Deresh (обговорення • внесок) (Створена сторінка: '''Коефіцієнт аеродинамічного опору (Cw)''' - безрозмірна величина, що відображає відношен...)
(різн.) ← Попередня версія • Поточна версія (різн.) • Новіша версія → (різн.)

Коефіцієнт аеродинамічного опору (Cw) - безрозмірна величина, що відображає відношення сили опору повітря під час руху автомобіля до сили опору руху циліндра:

[math]\text{Cw =}\frac{{{F}_{auto}}}{{{F}_{cilinder}}}[/math]

де Cw - безрозмірний коефіцієнт, зазвичай менший одиниці (від С - coefficient, w - поздовжня вісь циліндра і автомобіля).

За умови, що найбільший поперечний переріз автомобіля дорівнює поперечному перерізу циліндра. Іншими словами, сила опору повітря, що діє на корпус автомобіля, дорівнює силі, що діє на циліндр із заниженим коефіцієнтом Cw:

[math]{{F}_{auto}}={{C}_{x}}*{{F}_{cylinder}}[/math]

[math]\text{Cw}[/math] не має одиниці виміру і діє для всіх геометрично подібних тіл, незалежно від їх конкретних розмірів. Чим менше [math]\text{Cw}[/math], тим краще пророблена аеродинаміка автомобіля. Для сучасних автомобілів Cw <0,3. Коефіцієнт визначається експериментальним шляхом - в аеродинамічній трубі, або комп'ютерним моделюванням.

Коефіцієнт аеродинамічного опору на практиці

Коефіцієнт аеродинамічного опору визначається експериментально при випробуваннях в аеродинамічній трубі або випробуваннях при русі накатом. Коефіцієнт аеродинамічного опору різних форм коливається в широкому діапазоні. Малюнок 1.1 показує ці коефіцієнти для ряду форм. У кожному випадку передбачається, що повітря, яке налітає на тіло, не має бічної компоненти (тобто рухається прямо вздовж поздовжньої осі транспортного засобу). Зверніть увагу, що проста плоска пластина має коефіцієнт аеродинамічного опору 1.95. Цей коефіцієнт означає, що сила лобового опору в 1.95 рази більше, ніж динамічний тиск, що діє на площу пластини. Вкрай великий опір, створений пластиною, пов'язаний з тим, що повітря, розтікається навколо пластини, створює область відриву набагато більшу, ніж сама пластина.

рис.1.1 Коефіцієнт аеродинамічного опору для різних тіл.

На практиці транспортний засіб, що їде по дорозі, на додаток до складової вітру, яка випливає з його швидкості, піддається впливу атмосферних вітрів. Атмосферні вітри при нормальних умовах варіюються по інтенсивності з типовими середніми значеннями від 10 до 20 миль / год, а поривчасты вітри від 50 до 60 миль / год. Атмосферний вітер буде випадковим по напрямку стосовно напрямку руху транспортного засобу. Таким чином, відносний вітер який зустрічає транспортний засіб, складатиметься з великої компоненти внаслідок його швидкості, а також меншої складової атмосферного вітру в будь-якому напрямку. Коли атмосферний вітер дме в напрямку до транспортного засобу, присутный "зустрічний вітер", і загальна швидкість, які використані в рівнянні

[math]V={{V}_{v}}+{{V}_{w}}[/math]

де:

Vv = Швидкість транспортного засобу

Vw = Швидкість вітру

Зазвичай, відносний вітер може бути представлений у вигляді вектора, що виходить з будь-якої точки на периметрі кола, і середній аеродинамічний опір на дорозі не буде еквівалентним середній швидкості руху транспортного засобу. Особливо важливим у цьому зв'язку є те, яким чином коефіцієнт аеродинамічного опору залежить від бічної компоненти вітру. Для тракторних причепів бічні вітри особливо важливі, тому що вони порушують поле аеродинамічного потоку. Малюнок 1.2 показує потік повітря навколо трактора з причепом, коли відносний вітер має кут в 30 градусів. Зверніть увагу, що потік добре йде уздовж правого боку транспортного засобу, але на підвітряного стороні є величезна область, де відбувається відрив. На додаток до аеродинамічному опору, створеному таким вітром, що стикаються з передньою частиною вантажівки, великі зміни імпульсу вітру, що діють на причіп, додають ще одну велику компоненту аеродинамічного опору. Таким чином, для вантажних і легкових автомобілів зміна коефіцієнта аеродинамічного опору з кутом напрямку вітру є дуже важливою.

рис.1.2 Повітряний потік навколо трактора-напівпричепа при вітрі, що дме під кутом в 30 градусів.

На відміну від цього, при набагато кращій аеродинамічній конструкції легкових автомобілів, їх коефіцієнт аеродинамічного опору не такий чутливий до кутів, тому що потік не буде так легко відриватися. Як правило, коефіцієнт аеродинамічного опору збільшується від 5 до 10% при кутах в типовому діапазоні при водінні легкових автомобілів по дорозі.

Приклади коефіцієнта опору на автомобілях

коефіцієнт опору для автомобілів російського автопрому

  1. Лада Пріора Cw - 0,32
  2. ВАЗ 2110 Cw — 0,347
  3. ВАЗ 2112 Cw — 0,335
  4. ВАЗ 21106 Cw — 0,385
  5. ВАЗ 21103М Cw — 0,333
  6. Лада Калина Норма Сw — 0,378
  7. Лада Калина "Люкс" Cw — 0,347
  8. ВАЗ 2109 Сw — 0,463
  9. ГАЗ 21 Cw — 0,497
  10. ГАЗ 3110 Cw — 0,461

коефіцієнт опору для автомобілів світового автопрому

  1. Porsche 997, 2004 Cw - 0,28
  2. Infiniti G35, 2002 Cw - 0,27
  3. Toyota Camry Hybrid, 2007 Cw - 0.27
  4. Mercedes-Benz W221 S-Class, 2006 Cw - 0,26
  5. Lexus LS 430, 2001 Cw - 0.26
  6. Toyota Prius, 2004 Cw - 0.26
  7. Audi A2 1.2 TDI, 2001 Cw - 0.25

Посилання

Отримано з https://wiki.tntu.edu.ua/index.php?title=Кефіцієнт_аеродинамічного_опору&oldid=20322