Aérodynamisme avec Foxy
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Aérodynamisme avec Foxy Introduction Le but de ce TP est de déterminer le coefficient aérodynamique Cx de différents profils Matériel nécessaire Interface Foxy, ref. 485 000, Soufflerie et accessoires, ref. 243 013, Cordons électriques, ref. 283 073 x 1 et 283 078 x 1. Aérodynamisme avec Foxy 1 Aérodynamisme avec Foxy Objectifs Un écoulement d’air ayant une vitesse v génére sur différents profils une force de traînée F. (F varie avec v). Nous tracerons les droites D et D1 représentant F(v2) pour un profil plan et F1(v2) pour un profil en forme d’aile d’avion Aérodynamisme avec Foxy 2 Aérodynamisme avec Foxy Ainsi F = α x v2 avec α = ½ x Cx x ρ x S x v2 Avec S : surface des profils = 0,0021 m2 ρ : masse volumique de l’air = 1,2 kg.m‐3 Cx: coefficient aérodynamique On déduit le Cx de chaque profil avec : Cx = 2α / ρS Aérodynamisme avec Foxy 3 Montage Raccorder la console Foxy au secteur Aérodynamisme avec Foxy 4 Montage Installer le profil plan dans la soufflerie avant toute utilisation. Rabattre le couvercle Aérodynamisme avec Foxy 5 Montage Alimenter l’appareil : la calibration se fait automatiquement Aérodynamisme avec Foxy 6 Montage Mesure de la Force F sur l’entrée 1 Aérodynamisme avec Foxy 7 Montage Mesure de la vitesse v sur l’entrée 2 Aérodynamisme avec Foxy 8 Montage Connecter l’interface Foxy à l’ordinateur… Aérodynamisme avec Foxy 9 Paramétrage … le logiciel se lance automatiquement. Sélectionner Généraliste Aérodynamisme avec Foxy 10 Paramétrage Paramétrage de l’axe des abscisses: Glisser / déposer l’entrée directe 2 sur l’axe des x en maintenant le bouton gauche de la souris enfoncé (mesure en fonction de v) Aérodynamisme avec Foxy 11 Paramétrage Paramétrage de l’axe des abscisses: Calibre Aérodynamisme avec Foxy 12 Paramétrage Paramétrage de l’axe des abscisses: Grandeur Aérodynamisme avec Foxy 13 Paramétrage Paramétrage de l’axe des abscisses: Grandeur Cliquer Réglage du zéro, Appliquer et Terminer Aérodynamisme avec Foxy 14 Paramétrage Paramétrage de l’axe des abscisses: Validation Aérodynamisme avec Foxy 15 Paramétrage Paramétrage de l’axe des abscisses: Personnalisé Entrer la grandeur v et son unité ms‐1. Valider en appuyant sur entrée : une petite disquette apparait Aérodynamisme avec Foxy 16 Paramétrage Paramétrage de l’axe des abscisses: Personnalisé Etalonnage du système. Assurez vous d’être sur la sortie V (m.s‐1) grâce au bouton Mode Aérodynamisme avec Foxy 17 Paramétrage Paramétrage de l’axe des abscisses: Personnalisé Presser le bouton + pour mettre en route le ventilateur lentement (ici v = 5,5 m.s‐1 ) Aérodynamisme avec Foxy 18 Paramétrage Paramétrage de l’axe des abscisses: Personnalisé Reporter la valeur de v et cliquer sur Aérodynamisme avec Foxy 19 Paramétrage de l’axe des abscisses: Personnalisé Mettre en route le ventilateur rapidement, reporter la valeur de v et presser Paramétrage Valider en cliquant sur Aérodynamisme avec Foxy 20 Paramétrage Paramétrage de l’axe des ordonnées: Glisser / déposer l’entrée directe 1 sur l’axe des y en maintenant le bouton gauche de la souris enfoncé Aérodynamisme avec Foxy 21 Paramétrage Paramétrage de l’axe des ordonnées: Calibre Aérodynamisme avec Foxy 22 Paramétrage Paramétrage de l’axe des ordonnées: Grandeur Aérodynamisme avec Foxy 23 Paramétrage Paramétrage de l’axe des ordonnées: Grandeur Cliquer Réglage du zéro, Appliquer et Terminer Aérodynamisme avec Foxy 24 Paramétrage Paramétrage de l’axe des ordonnées: Affichage Les points ne doivent pas être liés Aérodynamisme avec Foxy 25 Paramétrage Paramétrage de l’axe des ordonnées: Personnalisé Etalonnage du système. Assurez vous d’être sur la sortie F (mN) grâce au bouton Mode Aérodynamisme avec Foxy 26 Paramétrage Paramétrage de l’axe des ordonnées: Personnalisé Répéter la même opération que pour l’axe des x. Valider Aérodynamisme avec Foxy 27 Expérience Cliquer sur start Aérodynamisme avec Foxy 28 Expérience Nommer l’expérience, puis Lancer Aérodynamisme avec Foxy 29 Expérience Rester le doigt appuyé sur le bouton + de la soufflerie et stopper l’acquisition lorsque la vitesse maximum est atteinte Aérodynamisme avec Foxy 30 Expérience Nous venons de mesurer F(v) pour le profil plan Aérodynamisme avec Foxy 31 Expérience Nous venons de mesurer F(v) pour le profil plan. Or nous cherchons F(v2). Cliquer sur Tableau Aérodynamisme avec Foxy 32 Expérience Cliquer sur et Nommer la grandeur Aérodynamisme avec Foxy 33 Expérience Calcule de v2 Aérodynamisme avec Foxy 34 Expérience Calcule de v2 Cliquer sur Graphique Aérodynamisme avec Foxy 35 Expérience Sélectionner v2 en abscisses Aérodynamisme avec Foxy 36 Expérience Sélectionner v2 en abscisses Aérodynamisme avec Foxy 37 Expérience Aller dans Outils, Droite Aérodynamisme avec Foxy 38 Expérience Cliquer sur un point en gardant appuyé le bouton gauche de la souris, positionner la droite puis appuyer sur Entrée Aérodynamisme avec Foxy 39 Expérience Placer le curseur sur la droite : son équation est F = 1,36 v2 + 26 Aérodynamisme avec Foxy 40 Ainsi α = 1,36 pour un profil plan On rappelle que : α = ½ x Cx x ρ x S x v2 Et que : Cx = 2α / ρS AN : Cx = (2 x 1,36 x 10‐3)/(1,26 x 21 x 10‐4) Note : Multiplier α par 10‐3 car nous mesurons une force en mN Aérodynamisme avec Foxy Expérience = α / 1,323 = 1,36 / 1,323 ≈ 1,028 41 Expérience Cliquer sur Fichier puis Enregistrer … pour enregistrer votre travail Aérodynamisme avec Foxy 42 Expérience Recommencer l’expérience avec un profil d’aile d’avion Aérodynamisme avec Foxy 43 Cliquer sur pour lancer une nouvelle Expérience Acquisition. Choisir Ajouter une nouvelle Acquisition puis Lancer Aérodynamisme avec Foxy 44 Expérience Nous trouvons α1 = 0,565 pour un profil d’aile Aérodynamisme avec Foxy 45 Pour α1 = 0,565, AN : Cx1 = (2 x α x 10‐3)/(1,26 x 21 x 10‐4) Note : Multiplier α par 10‐3 car nous mesurons une force en mN Aérodynamisme avec Foxy Expérience = α / 1,323 = 0,565 / 1,323 ≈ 0,427 46 Tableau récapitulatif Plane Creuse Arrondie Aile Cx 1,028 1,204 0,572 0,427 Expérience Forme Aérodynamisme avec Foxy 47
