وحدة تدريب على تدفق الهواء - معدات تدريب في هندسة الموائع - معدات تعليمية وتدريبية

ZF1129A وحدة تدريب على تدفق الهواء - معدات تدريب في هندسة الموائع - معدات تعليمية وتدريبية
1. مقدمة عن الجهاز
1.1 نظرة عامة
الديناميكا الهوائية (Aerodynamics) هي فرع من فروع الميكانيكا يدرس خصائص القوى المؤثرة على الطائرات أو الأجسام الأخرى التي تتحرك بالنسبة للهواء أو الغازات الأخرى، وأنماط تدفق الغازات، والتغيرات الفيزيائية والكيميائية المصاحبة لذلك.
هناك طريقتان لتصنيف الديناميكا الهوائية: (1) بناءً على نطاق سرعة حركة المائع أو سرعة طيران الطائرة، يمكن تقسيم الديناميكا الهوائية إلى ديناميكا هوائية منخفضة السرعة وديناميكا هوائية عالية السرعة. وعادةً ما تُستخدم سرعة 400 كيلومتر في الساعة (وهي قيمة تقارب 0.3 ماخ عند ضغط جوي واحد ودرجة حرارة 288.15 كلفن) كحد فاصل. في الديناميكا الهوائية منخفضة السرعة، يمكن اعتبار الوسط الغازي غير قابل للانضغاط، ويُطلق على التدفق المقابل اسم "التدفق غير القابل للانضغاط". (2) بناءً على ما إذا كان يجب مراعاة لزوجة الوسط الغازي في التدفق، يمكن تقسيم الديناميكا الهوائية إلى ديناميكا هوائية مثالية (أو ديناميكا الغاز المثالي) وديناميكا هوائية لزجة.
يُعد جهاز التدريب على تدفق الهواء ZF1129A أداةً تُستخدم لدراسة الديناميكا الهوائية، حيث يتيح دراسة نظريات الديناميكا الهوائية اللزجة ومنخفضة السرعة. يتكون الجهاز بشكل أساسي من جزأين: الجزء الأول هو الوحدة الرئيسية للجهاز، والتي توفر تدفق الهواء عالي السرعة اللازم للتجارب؛ والجزء الثاني هو مجموعة الملحقات الخاصة بالجهاز، والتي تُستخدم بشكل أساسي لإجراء والتحقق من التجارب المختلفة.
1.2 المميزات
(1) يعتمد الجهاز تصميماً كهربائياً أكثر أماناً، ويتميز بأداء تأريض ممتاز وموثوق.
(2) يعتمد الجهاز حلاً كهربائياً متكاملاً يتيح عرض بيانات المستشعرات المختلفة بوضوح عبر شاشة عرض ذكية، مما يسهل على المستخدمين معالجة البيانات.
(3) يوفر الجهاز العديد من الملحقات التجريبية المتنوعة، مما يتيح إجراء مجموعة واسعة ومتزايدة من التجارب.
(4) بفضل استخدام مواد قوية ومقاومة للتآكل، يتمتع الجهاز بمستوى أمان أعلى وعمر افتراضي أطول.
2. المعايير الفنية
مصدر طاقة الدخل: نظام ثلاثي الأطوار بخمسة أسلاك (220 فولت، 50 هرتز).
الأبعاد: 1530 مم × 780 مم × 1450 مم.
الوزن: أقل من 300 كجم.
ظروف التشغيل: درجة الحرارة المحيطة من -10 درجة مئوية إلى +40 درجة مئوية. الرطوبة النسبية <85% (عند 25 درجة مئوية)

3. قائمة المكونات وشرح تفصيلي
3.1 الجزء الرئيسي
الرقم    الاسم
1    فتحة القياس
2    طاولة تثبيت بمقياس قابل للتعديل
3    مخرج الأنبوب
4    مروحة ذات تردد متغير
5    مولد دخان
6    جهاز قياس الإزاحة
7    لوحة قياس طبقة حدود السرعة
8    قسم تجريبي شفاف
9    وحدة تحكم كهربائية
10    مقياس فرق الضغط الهيدروليكي متعدد الأنابيب
11    خرطوم تجريبي بقطر كبير
12    أنبوب فنتوري (النموذج A)
13    أنبوب فنتوري (النموذج B)
14    نموذج أنبوب مزود بلوحة فتحة كبيرة
15    أنبوب "بيتو" (Pitot tube) عرضي
16    أنبوب تجريبي شفاف يضم أقساماً متقاربة (مضيقة)، وعنقاً، وأقساماً متباعدة (موسعة)
17    نموذج أنبوب مزود بلوحة فتحة صغيرة
18    أنبوب تجريبي مربع الشكل بزاوية قائمة
19    وحدة تجربة تشتت النفث (Jet dispersion)
3.2 جزء صندوق الطاقة
الرقم    الاسم
1    مؤشر الطاقة
2    مفتاح إيقاف الطوارئ
3    زر التشغيل
4    مقبض التحكم في السرعة
5    زر الإيقاف
6    واجهة إعداد العاكس (Inverter)
7    قاطع كهربائي
8    مقبس توصيل صناعي
9    مقبس سداسي الفتحات
3.3 قائمة تجهيزات المعدات
الرقم    الاسم    الكمية
المكون 1    مروحة ذات تردد متغير    1
المكون 2    طاولة تثبيت بمقياس قابل للتعديل    1
المكون 3    جهاز قياس الإزاحة    1
المكون 4    لوحة قياس طبقة حدود السرعة    1
المكون 5    مقياس فرق الضغط الهيدروليكي متعدد الأنابيب    1
المكون 6    أنبوب فنتوري (النموذج A)    1
المكون 7    أنبوب فنتوري (النموذج B)    1
المكون 8    نموذج أنبوب مزود بلوحة فتحة كبيرة    1
المكون 9    أنبوب "بيتو" عرضي    1
المكون 10    أنبوب تجريبي شفاف يضم أقساماً متقاربة، وعنقاً، وأقساماً متباعدة    1
المكون 11    نموذج أنبوب مزود بلوحة فتحة صغيرة    1
المكون 12    أنبوب تجريبي مربع الشكل بزاوية قائمة    1
المكون 13    وحدة تجربة تشتت النفث    1
المكون 14    قاطع كهربائي    1
المكون 15    عاكس (Inverter)    1
المكون 16    مقبس سداسي الفتحات    1
3.4 الملحقات
الرقم    الاسم    الكمية
1    زيت الدخان    1
2    مولد دخان    1
3    محول    1
4    خط أنابيب تجريبي    1
5    خرطوم تجريبي    1
6    أنبوب توصيل (4-6 مم)    2
4. قائمة التجارب
التجربة 1 توضح تجربة تشغيل التحكم الكهربائي لتدفق الهواء جهاز التدريب على تدفق الهواء
التجربة 2: توضح تجربة قياس سُمك الطبقة الحدية للسرعة باستخدام جهاز التدريب على تدفق الهواء.
التجربة 3: توضح تجربة قياس فرق الضغط عبر مقاطع مختلفة من الأنابيب باستخدام جهاز التدريب على تدفق الهواء.
التجربة 4: توضح تجربة قياس فرق الضغط في أنابيب "فنتوري" (Venturi) ذات الأقطار المختلفة باستخدام جهاز التدريب على تدفق الهواء.
التجربة 5: توضح تجربة قياس فرق الضغط للتدفق حول منحنى (كوع) باستخدام جهاز التدريب على تدفق الهواء.
التجربة 6: توضح تجربة "برنولي" باستخدام جهاز التدريب على تدفق الهواء.
التجربة 7: توضح تجربة قياس فرق الضغط عبر أنابيب مزودة بألواح فتحات (orifice plates) مختلفة باستخدام جهاز التدريب على تدفق الهواء.
التجربة 8: توضح استخدام مولد الدخان ونمط التدفق في جهاز التدريب على تدفق الهواء.