❶ 汽車運動時的氣流阻力及其流線型設計
汽車風阻的五個組成部分
車身造型設計是一門很大的學問,其中重要的內容就是風阻問題。
平常說的風阻大都是指汽車的外部與氣流作用產生的阻力。實際上,流經汽車內部的氣流也對汽車的行駛構成阻力。研究表明,作用在汽車上的阻力是由5個部分組成的。
一、外型阻力,指汽車前部的正壓力和車身後部的負壓力之差形成的阻力,約占整個空氣阻力的58%;
二、干擾阻力,指汽車表面突出的零件,如保險杠、後視鏡、前牌照、排水槽、底盤傳動機構等引起氣流互相干擾產生的阻力,約占整個空氣阻力的14%;
三、內部阻力,指汽車內部通風氣流、冷卻發動機的氣流等造成的阻力,約占整個空氣阻力的12%;
四、由高速行駛產生的升力所造成的阻力,約占整個空氣阻力的7%;
五、空氣相對車身流動的摩擦力,約占整個空氣阻力的9%;
針對第一、二種阻力,轎車車身應該盡量設計成流線型,橫向截面面積不要太大,車身各部分用適當的圓弧過渡,盡量減少突出車身的附件,前臉、發動機艙蓋、前擋風玻璃適當向後傾斜,後窗、後頂蓋的長度、傾角的設計要適當。此外,還可以在適當的位置安裝導流板或擾流板。通過研究汽車外部的氣流規律,不僅可以設計出更加合理的車身結構,還可以巧妙地引導氣流,適當利用局部氣流的沖刷作用減少車身上的塵土沉積。
針對第四種阻力,要設法降低行駛中的升力,包括使弦線前低後高,底版尾部適當上翹,安裝導流板和擾流板等措施。
一部分外部氣流被引進汽車內部,可能會在一定程度上減少了外部氣流對汽車的阻力,但氣流在流經內部氣道時也產生的摩擦、旋渦損失。研究汽車內部的氣流規律,可以盡量減少內部氣阻,有效地進行冷卻和通風。利用氣流分布規律,還可以巧妙地把發動機的進氣口安排在高壓區,提高進氣效率,減少高壓區附近的渦流,同時把排氣口安排在低壓區,使排氣更加順暢。
細心的讀者可能已經注意到了,上面的論述用了很多非限定性的詞彙,如"適當"就用了五次。有的讀者可能希望用一些確切的數字來表述,如後傾的角度、圓角的半徑等等。這里牽涉到車身設計的整體概念。風阻是建立在汽車整體結構上的概念,某型號車的最佳幾何參數,在其他型號上是不適用的。一個小小的改動往往對整體產生很大的影響,正所謂牽一發而動全身。技術書籍上的數據都是在嚴格規定的試驗條件下,對特定范圍的汽車進行測試的結果。離開了這些前提條件,數據就是荒謬的。
隨著各大汽車製造廠商技術實力的趨同,大廠商競爭的重點由性能提高轉移到了汽車的外型上。雖然總體上都符合當前人們對審美的需求,但競爭的加劇也使得廠商開始重視突出自身的個性——優雅流暢的車身曲線或是富有創新意義的散熱格柵就成了關鍵。
大廠商重視外形設計
賓士在人們心目中一直是「中規中矩」的印象,然而最新上市的賓士新S級給人感覺則是越來越「性感」。新S級借鑒了上一代的設計風格,車的外觀、格柵、車燈、車尾的線條變化不大,但局部的改變綜合起來,形象語言發生了很大變化。相比上一代較柔和的外觀設計,新S級的設計顯得更逼人,車燈縮小了,格柵面積增大,位置更突出,強調格柵的重要性也是為凸顯車主的社會地位。
寶馬也不是單純依靠性能來征服消費者,外觀成為極其重要的因素。實際上,寶馬3系轎車誕生的這30年,寶馬一直領導著運動型轎車消費者的審美觀。去年,新一代寶馬3繫上市,人們發現,寶馬新3系的外形也進行了明顯的改動:新3系變得更加豐滿,少了些許銳氣,多了一些厚重,前大燈的外「眼角」明顯向側面傾斜,使得其稜角成為典型的銳角,從而突顯該車內斂的銳氣。尾部橫切面高後端的楔形變得圓潤。經典的雙腎型進氣格柵頂部又增加了鍍鉻金屬飾條,就像雙眼上加了一道眉毛。這也是寶馬家族的標志性設計。
新奧迪A6雖然還有著和上一代極其神似的造型,但外觀細節已大有變化,最為明顯的改變是前部的「一體化單框格柵」設計。上下進氣口被一個粗壯的鍍鉻金屬飾條環繞成一個整體,四個銀光閃閃的金屬圓圈鑲嵌其中,給人以強烈的視覺沖擊,完全打破了以前上下界限分明的壁壘。
不過,汽車廠商造車都是非常講究品牌傳承的,一輛上世紀80年代初期的3系寶馬和現在的相比,雖然技術上已有天壤之別,但它們的三圍變化甚微,這就是汽車的品牌沿襲。新奧迪A6也不例外,雖然車頭、車尾都變了模樣,但怎麼看都還是奧迪的味道。賓士再「性感」,仍然能看出來這就是賓士。
汽車設計有一些共通的地方,但是,遠遠行駛過來的汽車,你能一眼就辨認出這是一輛奧迪還是一輛寶馬,或是一輛賓士。用寥寥幾個線條勾勒出一個神似而又貌離的造型,從而成為一個品牌的代表,就是設計師的精妙之處。
汽車風格受地域文化影響
同樣來自德國的奧迪、寶馬和賓士,在設計上個性不同,不同的地域文化自然就更能造就不同的國家汽車設計風格:美國車豪放、狂野、不拘小節,車身寬敞、內部設施豪華,外觀粗線條、是調和豪華舒適與科學實用的產物;德國車冷靜、深藏不露,做工嚴謹、刻板保守;英國車是個老式貴族,穩重、內向、有內涵,傳統車用料充足,不會有誇張的外形和功能;日本車活潑、善變、創新、注重外表,早期以模仿為主,如今逐漸形成自己的風格,過於重視細節;義大利車則以灑脫、具有藝術性聞名;韓國車集歐、美汽車於一體,借鑒日本車風格,既灑脫又穩重,並且具有飄逸感。
車身設計歷史悠久
自1886年德國工程師卡爾·賓士發明第一輛汽車以來,一百多年來,汽車從無到有,從簡陋到完美,無數的設計師為之付出了畢生的心血。
最初的汽車是以馬車車廂作為設計藍本,其實就是一輛「無馬的馬車」。隨著技術進步使得汽車速度提高,為躲避迎面而來的風,風擋玻璃和用木頭製成的像箱子一樣的車身開始採用。福特T型車是「箱形車」的代表作。
然而,巨大的空氣阻力阻止了車速進一步加快,設計師發現汽車外形與空氣阻力之間的微妙關系,於是應用流體力學理論的汽車被設計出來。1934年,美國克萊斯勒生產的「氣流」牌小客車首先採用流線型車身,但這種超前的審美形式因不能與當時人們的欣賞能力相適應而歸於失敗。直到40年代,隨著德國大眾生產的甲殼蟲形車普及,人們才感到甲殼蟲的自然美運用到車身造型上也具有同樣的魅力,於是「甲殼蟲」成了流線型車身的代名詞。
到了50年代,福特推出了「船形車」。駕駛乘員室位於車中部,整個汽車造型像一條船。船形車沒有橫向風不穩定問題,其代表作是空氣動力量最佳化的奧迪100轎車。後來又有「魚形車」,不過在高速時產生升力,使車輪著地力減小,容易發生危險。於是「楔形車」開始出現,其特點是車身整體向前下方傾斜,車身後部像刀切一樣平直。
車身外形從馬車形、甲殼蟲形、船形、魚形到楔形的演變經歷了漫長的過程。雖然這里包含了無數設計者的心血和匠心,但和發動機、底盤、電氣技術的發展比起來還相差甚遠。這足以說明車身設計在很長一段時期內沒有得到重視,車身設計在相當長時期內尚未形成一套完整、成熟的理論。
隨著時代發展,人們對汽車車身的審美意識已提到一個很高的層次。近年來,通過車展人們見識了多種多樣的車身外形,體會了一個五彩繽紛的藝術世界。不難看出,車身設計已經作為一個單獨的學科,需要更多的人去開拓。
❷ 爆炸性環境的電力裝置設計應符合哪些規定
爆炸性環境的電力裝置設計應符合下列規定:
(1)爆炸性環境的電力裝置回設計宜將設備答和線路,特別是正常運行時能發生火花的設備布置在爆炸性環境以外。當需設在爆炸性環境內時,應布置在爆炸危險性較小的地點。
(2)在滿足工藝生產及安全的前提下,應減少防爆電氣設備的數量。
(3)爆炸性環境內的電氣設備和線路應符合周圍環境內化學、機械、熱、黴菌以及風沙等不同環境條件對電氣設備的要求。
(4)在爆炸性粉塵環境內,不宜採用攜帶式電氣設備。
(5)爆炸性粉塵環境內的事故排風用電動機應在生產發生事故的情況下,在便於操作的地方設置事故啟動按鈕等控制設備。
(6)在爆炸性粉塵環境內,應盡量減少插座和局部照明燈具的數量。如需採用時,插座宜布置在爆炸性粉塵不易積聚的地點,局部照明燈宜布置在事故時氣流不易沖擊的位置。
粉塵環境中安裝的插座開口的一面應朝下,且與垂直面的角度不應大於60°。
(7)爆炸性環境內設置的防爆電氣設備應符合現行國家標准《爆炸性環境第1部分:設備通用要求》(GB 3836.1—2010)的有關規定。
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單獨做一個拖尾 再在ae中添加 置換映射 效果 就可以讓背景實現氣流擾動的偏移
❹ 激光切割機噴嘴設計及氣流控制技術有什麼要求
噴嘴設計及氣流控制技術:激光切割鋼材時,氧氣和聚焦的激光束是通過噴嘴射到被切材料處,從而形成一個氣流束。對氣流的基本要求是進入切口的氣流量要大,速度要高,以便足夠的氧化使切口材料充分進行放熱反應;同時又有足夠的動量將熔融材料噴射吹出。因此,除光束的質量及其控制直接影響切割質量外,噴嘴的設計及氣流的控制(如噴嘴壓力、工件在氣流中的位置等)也是十分重要的因素。
激光切割用的噴嘴採用簡單的結構,即一錐形孔帶端部小圓孔。通常用實驗和誤差方法進行設計。由於噴嘴一般用紫銅製造,體積較小,是易損零件,需經常更換,因此不進行流體力學計算與分析。在使用時從噴嘴側面通入一定壓力Pn(表壓為Pg)的氣體,稱噴嘴壓力,從噴嘴出口噴出,經一定距離到達工件表面,其壓力稱切割壓力Pc,最後氣體膨脹到大氣壓力Pa。研究工作表明隨著Pn的增加,氣流流速增加,Pc也不斷增加。
可用下列公式計算:V=8.2d2(Pg+1)
V-氣體流速L/min
d-噴嘴直徑mm
Pg-噴嘴壓力(表壓)bar
對於不同的氣體有不同的壓力閾值,當噴嘴壓力超過此值時,氣流為正常斜激波,氣流速從亞音速向超音速過渡。此閾值與Pn、Pa比值及氣體分子的自由度(n)兩因素有關:如氧氣、空氣的n=5,因此其閾值Pn=1bar×(1.2)3.5=1.89bar。當噴嘴壓力更高Pn/Pa=(1+1/n)1+n/2時(Pn;4bar),氣流正常斜激波封變為正激波,切割壓力Pc下降,氣流速度減低,並在工件表面形成渦流,削弱了氣流去除熔融材料的作用,影響了切割速度。因此採用錐孔帶端部小圓孔的噴嘴,其氧氣的噴嘴壓力常在3bar以下。
為進一步提高激光切割速度,可根據空氣動力學原理,在提高噴嘴壓力的前提下不產生正激波,設計製造一種縮放型噴嘴,即拉伐爾(Laval)噴嘴。為方便製造可採用如圖4的結構。德國漢諾威大學激光中心使用500WCO2激光器,透鏡焦距2.5〃,採用小孔噴嘴和拉伐爾噴嘴分別作了試驗,見圖4。試驗結果如圖5所示:分別表示NO2、NO4、NO5噴嘴在不同的氧氣壓力下,切口表面粗糙度Rz與切割速度Vc的函數關系。從圖中可以看出NO2小孔噴嘴在Pn為400Kpa(或4bar)時切割速度只能達到2.75m/min(碳鋼板厚為2mm)。NO4、NO5二種拉伐爾噴嘴在Pn為500Kpa到600Kpa時切割速度可達到3.5m/min和5.5m/min。應指出的是切割壓力Pc還是工件與噴嘴距離的函數。由於斜激波在氣流的邊界多次反射,使切割壓力呈周期性的變化。
第一高切割壓力區緊鄰噴嘴出口,工件表面至噴嘴出口的距離約為0.5~1.5mm,切割壓力Pc大而穩定,是工業生產中切割手扳常用的工藝參數。第二高切割壓力區約為噴嘴出口的3~3.5mm,切割壓力Pc也較大,同樣可以取得好的效果,並有利於保護透鏡,提高其使用壽命。曲線上的其他高切割壓力區由於距噴嘴出口太遠,與聚焦光束難以匹配而無法採用。
❺ 潔凈實驗室氣流流型要怎麼設計
喜格-潔凈實驗室氣流流型設計有以下兩點:
1、氣流流回型應滿足空氣潔凈答度等級的要求。空氣潔凈度等級要求為1~4級時,應採用垂直單向流。
2、送風、回風和排風系統的啟閉應聯鎖。正壓潔凈室聯系鎖程序為先啟動送風機,再啟動回風機和排風機;關閉時聯程序應相反。1~4級單向流平均風速0.3~0.5m\s,向外氣流速度為0.1m\s。
❻ 在傾轉翼飛機設計中,如何解決在機體上升過程中,由旋槳帶出的向下的強氣流沖擊旋槳臂問題
我來回答:飛機螺旋槳在發動機驅動下高速旋轉,從而產生拉力,牽拉飛機向前飛行。這是人們的常識。可是,有人認為螺旋槳的拉力是由於螺旋槳旋轉時槳葉把前面的空氣吸入並向後排,用氣流的反作用力拉動飛機向前飛行的,這種認識是不對的。
那麼,飛機的螺旋槳是怎樣產生拉力的呢?如果大家仔細觀察,會看到飛機的螺旋槳結構很特殊,如圖1所示,單支槳葉為細長而又帶有扭角的翼形葉片,槳葉的扭角(槳葉角)相當於飛機機翼的迎角,但槳葉角為槳尖與旋轉平面呈平行逐步向槳根變化的扭角。
槳葉的剖面形狀與機翼的剖面形狀很相似,前槳面相當於機翼的上翼面,曲率較大,後槳面則相當於下翼面,曲率近乎平直,每支槳葉的前緣與發動機輸出軸旋轉方向一致,所以,飛機螺旋槳相當於一對豎直安裝的機翼。
槳葉在高速旋轉時,同時產生兩個力,一個是牽拉槳葉向前的空氣動力,一個是由槳葉扭角向後推動空氣產生的反作用力。
從槳葉剖面圖中可以看出槳葉的空氣動力是如何產生的,由於前槳面與後槳面的曲率不一樣,在槳葉旋轉時,氣流對曲率大的前槳面壓力小,而對曲線近於平直的後槳面壓力大,因此形成了前後槳面的壓力差,從而產生一個向前拉槳葉的空氣動力,這個力就是牽拉飛機向前飛行的動力。
另一個牽拉飛機的力,是由槳葉扭角向後推空氣時產生的反作用力而得來的。槳葉與發動機軸呈直角安裝,並有扭角,在槳葉旋轉時靠槳葉扭角把前方的空氣吸入,並給吸入的空氣加一個向後推的力。與此同時,氣流也給槳葉一個反作用力,這個反作用力也是牽拉飛機向前飛行的動力。
由槳葉異型曲面產生的空氣動力與槳葉扭角向後推空氣產生的反作用力是同時發生的,這兩個力的合力就是牽拉飛機向前飛行的總空氣動力。
早期飛機大多使用槳葉角固定不變的螺旋槳,它的結構簡單,但不能適應飛行速度變化。現代的螺旋槳飛機多採用槳葉角可調的變距螺旋槳,如圖3所示,這種螺旋槳可根據飛行需要調整槳葉角,提高螺旋槳的工作效率。
由於螺旋槳在旋轉時,槳根和槳尖的圓周速度不同,為了保持槳葉各部分都處於最佳氣動力狀態,所以把槳根的槳葉角設計成最大,依次遞減,槳尖的槳葉角最小
工作狀態的槳葉是一根懸壁梁受力態勢,為了增加槳根的強度,槳根的截面積設計為最大。
一架飛機上槳葉數目根據發動機的功率而定,有2葉、3葉和4葉的,也有5葉、6葉的。
裝於飛機頭部的螺旋槳為拉力式螺旋槳,裝於飛機後部的螺旋槳為推力式螺旋槳,還有既裝有拉力式螺旋槳又裝有推力式螺旋槳的飛機。
第二次世界大戰以前的飛機,基本上是使用活塞式發動機作動力裝置驅動螺旋槳。近代在渦輪噴氣發動機的基礎上研製出了渦輪螺旋槳發動機和渦輪槳扇發動機。用這兩種發動機驅動螺旋槳使螺旋槳的工作效率大大提高,同時也提高了飛機的性能。圖9是裝有渦輪螺旋槳發動機的運輸機, 21672希望對你有用!
❼ 氣力輸送裝置的氣力輸送裝置設計計算
①原始資料收集
②設計程序
③計算和確定有關參數
④系統壓力損失的計算
a.主要參數
懸浮速內度:懸浮速度集中反映了被容輸送物料的主要物理特性,是在氣力輸送計算中具有實用意義的原始數據。懸浮速度常通過試驗測定。計算時可查有關設計手冊。
氣流輸送速度:氣力輸送速度關繫到裝置運轉性能的好壞和經濟性。針對不同物料,均存在有一個最適宜的輸送氣流速度值,即「經濟速度」或「安全速度」。
「安全速度」很難用計算求得,一般由試驗確定。
❽ 氣流沖擊法為什麼是潮式呼吸
使呼吸恢復,經一陣呼吸後,血中二氧化碳分壓又下降到閾值水平以下,呼吸中樞又停止活動,呼吸停止。如此交替,就形成潮式呼吸。
❾ 氣流沖擊聲帶引起振動產生微弱的聲音後,再經過什麼過程進行鼻腔共鳴
物理
過程
就是共振使得原來微弱細小的聲音得到了擴大和美化。
鼻腔
共鳴是通過
軟齶
來實現的。當軟齶放鬆,鼻腔與
口腔
的
通路
打開,聲音在鼻腔得到了共鳴。軟齶關閉後,聲音沿
硬齶
傳導到鼻腔
內壁
,可以感到鼻腔在振動。