thí nghiệm hầm khói, quan sát đường dòng, thí nghiệm hàng không 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT HÀNG KHƠNG

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
MƠN THÍ NGHIỆM HÀNG KHƠNG 2
Quan sát đường dịng qua một vài cố thể đơn giản
(hình trụ, hình cầu, biên dạng cánh...)
GVHD: Đặng Trung Duẩn
Nhóm 4
Họ và tên

MSSV

Cao Hồng Minh Thư

1912175

Nguyễn Thị Xn Diệu

1912854

Trần Anh Tuấn

1912370

Nguyễn Hoàng Dung

1910929

Mục lục
I.

Mục đích thí nghiệm...................................................................................................................... 4

II. Mơ tả thiết bị thí nghiệm ............................................................................................................... 4
III. Tiến hành thí nghiệm .................................................................................................................... 6
1.

Dụng cụ thí nghiệm ......................................................................................................................... 6

2.

Trình tự thí nghiệm........................................................................................................................... 7

IV. Kết quả thí nghiệm ........................................................................................................................ 9
1.

2.

3.

Xử lý số liệu ..................................................................................................................................... 9
1.1.

Cố thể hình trụ ...................................................................................................................... 9

1.2.

Cố thể hình dĩa phẳng ......................................................................................................... 10

1.3.

Cố thể hình cầu ................................................................................................................... 11

1.4.

Cố thể hình biên dạng cánh 3D ........................................................................................... 12

Quan sát hình chụp và giải thích hình dạng của đường dịng ........................................................... 13
2.1.

Cố thể hình trụ .................................................................................................................... 13

2.2.

Cố thể hình dĩa phẳng ........................................................................................................... 2

2.3.

Cố thể hình cầu ..................................................................................................................... 2

2.4.

Cố thể hình biên dạng cánh 3D ............................................................................................. 2

Nhận xét ........................................................................................................................................... 1
3.1.

Cố thể hình trụ: ..................................................................................................................... 3

3.2.

Cố thể hình cầu: .................................................................................................................... 6

3.3.

Cố thể hình dĩa phẳng: .......................................................................................................... 7

3.4.

Cố thể hình biên dạng cánh 3D: ............................................................................................ 8

1


Danh mục hình ảnh
Hình 1: Mơ phỏng hầm khói và thiết bị tạo khói ....................................................................................... 4
Hình 2: Biểu đồ mối quan hệ vận tốc dịng khí tại test section và tần số quạt ............................................ 5
Hình 3: Cố thể hình dĩa trịn phẳng (hình giọt nước) ................................................................................. 6
Hình 4: Cố thể hình trụ............................................................................................................................. 6
Hình 5: Cố thể hình cầu ........................................................................................................................... 6
Hình 6: Cố thể hình biên dạng cánh 3D .................................................................................................... 7
Hình 7: Chú thích các bước làm trên thiết bị thí nghiệm sự cháy C551 ..................................................... 7
Hình 8: Đồ thị độ rộng hậu lưu theo tần số quạt của cố thể hình trụ .......................................................... 9
Hình 9: Đồ thị độ rộng hậu lưu theo tần số quạt của cố thể hình dĩa phẳng.............................................. 10
Hình 10: Đồ thị độ rộng hậu lưu theo tần số quạt của cố thể hình cầu ..................................................... 11
Hình 11: Đồ thị độ rộng hậu lưu theo tần số quạt của cố thể hình biên dạng cánh 3D .............................. 12
Hình 12: Đường dịng qua cố thể hình trụ với vận tốc gió 20 Hz ............................................................. 13

Hình 13: Đường dịng qua cố thể hình trụ với vận tốc gió 60 Hz ............................................................. 13
Hình 14: Đường dịng qua cố thể hình trụ với vận tốc gió 100 Hz ............................................................. 2
Hình 15: Đường dịng qua cố thể hình dĩa phẳng với vận tốc gió 20 Hz .................................................... 2
Hình 16: Đường dịng qua cố thể hình dĩa phẳng với vận tốc gió 60 Hz .................................................... 2
Hình 17: Đường dịng qua cố thể hình dĩa phẳng với vận tốc gió 100 Hz .................................................. 2
Hình 18: Đường dịng qua cố thể hình cầu với vận tốc gió 20 Hz.............................................................. 2
Hình 19: Đường dịng qua cố thể hình cầu với vận tốc gió 60 Hz.............................................................. 2
Hình 20: Đường dịng qua cố thể hình cầu với vận tốc gió 100 Hz ............................................................ 2
Hình 21: Đường dịng qua cố thể hình biên dạng với vận tốc gió 20 Hz .................................................... 2
Hình 22: Đường dịng qua cố thể hình biên dạng với vận tốc gió 60 Hz .................................................... 2
Hình 23: Đường dịng qua cố thể hình biên dạng với vận tốc gió 100 Hz .................................................. 2
Hình 24: Đường đặc tính lý thuyết hệ số lực cản trên các cố thể theo số Reynolds ................................... 1
Hình 25: Đồ thị độ rộng vết hậu lưu theo tần số quạt của 4 cố thể được khảo sát....................................... 2
Hình 26: Đồ thị số Reynolds của dòng chuyển động qua các cố thể theo tần số quạt ................................. 2

1


Hình 27: Phân bố vận tốc trong lớp biên................................................................................................... 5
Hình 28: Drag on a smooth circular cylinder ............................................................................................ 5
Hình 29: Đo bề rộng vết hậu lưu ở cố thể hình cầu ................................................................................... 7

2


Danh mục bảng biểu
Bảng 1: Bảng xử lý số liệu đo độ rộng vết hậu lưu đối với cố thể hình trụ................................................. 9
Bảng 3: Bảng xử lý số liệu đo độ rộng vết hậu lưu đối với cố thể hình dĩa phẳng .................................... 10
Bảng 5: Bảng xử lý số liệu đo độ rộng vết hậu lưu đối với cố thể hình cầu.............................................. 11
Bảng 7: Bảng xử lý số liệu đo độ rộng vết hậu lưu đối với cố thể hình biên dạng cánh 3D ...................... 12

3


I.

Mục đích thí nghiệm
Khảo sát định tính hiện tượng dịng lưu chất bao quanh cố thể. Lưu chất sử dụng trong

bài thí nghiệm là khói (do đốt nóng dầu), các cố thể gồm có: trụ, cầu. Tấm trịn phẳng,
profile cánh NACA có flap. Bài thí nghiệm giúp sinh viên có cái nhìn định tính, kết hợp
với các kiến thức đã học từ mơn Khí động lực học để giải thích sâu hơn các vấn đề liên
quan đến lớp biên, sự tách rời lớp biên, sự hình thành các xốy do tách rời lớp biên,..

II.

Mơ tả thiết bị thí nghiệm
Hầm khói được mơ tả như hình 1. Quạt điện có thể thay đổi vận tốc được đặt ở phía

trên cùng để hút khơng khí qua test section có kích thước 102 x 178 x 254mm.

Hình 1: Mơ phỏng hầm khói và thiết bị tạo khói

Hầm khói có cấu tạo tương tư như một ống khí động, nhưng được đặt thẳng đứng
và có thiết bị để tạo khói ở trước phần Test Section. Gồm các bộ phận chính:

4




Fan Motor: Motor quạt hút khói, đặt trên đầu hầm khói để hút khói. Tốc độ của

fan motor thay đổi cũng sẽ làm tốc độ của dịng khói thay đổi. Đường kính của Fan là
127mm.


Test Section: Phần tiết diện trong hầm khói dùng để quan sát cố thể nhờ có nắp

trong suốt bằng kính kích thước Test Section là 102 x 178 x 254mm


Lights: Là hệ thống gồm các bóng đèn, nhằm mục đích chiếu sáng cho Test

Section để có thể quan sát được đường dịng khói qua cố thể. Lights được lắp 2 bên Test
Section và có những khe hở để thoát nhiệt.


Black Rubber Hose: Dây dẫn dầu. Dầu khi được nung nóng sẽ tạo khói và được

dẫn bởi dây để đưa vào Test Section.


Black Rubber Squeeze Bulb & Strut: Tay cầm dùng để điều chỉnh phương hướng

dịng khói theo phương ngang


Light: Công tắc đèn



Fan: Công tắc khởi động quạt



Fan Speed: Dùng điều chỉnh tốc độ của Fan Motor (Fan Speed chỉ có thể điều

chỉnh được sau khi bật công tắc Fan )


Smoke Gen: Công tắc khởi động chế độ tạo khói (khi bật cơng tắc này thì dầu sẽ

bắt đầu được đốt và tạo khói)

Hình 2: Biểu đồ mối quan hệ vận tốc dịng khí tại test section và tần số quạt

5


III.

Tiến hành thí nghiệm

1. Dụng cụ thí nghiệm
Các cố thể được sử dụng để tiến hành thí nghiệm được mơ tả như hình sau:

Hình 3: Cố thể hình dĩa trịn phẳng (hình giọt nước)

Hình 4: Cố thể hình trụ

Hình 5: Cố thể hình cầu

6


Hình 6: Cố thể hình biên dạng cánh 3D

2. Trình tự thí nghiệm

Hình 7: Chú thích các bước làm trên thiết bị thí nghiệm sự cháy C551

Chú thích kí hiệu trong ảnh:
- 1: Công tắc đèn
- 2: Công tắc quạt
- 3: Nút chọn tần số
7


- 4: Cơng tắc chính
- 5: Cơng tắc nguồn
- 6: Cửa kính
- 7: Cơng tắc buồng tạo khói
- 8: Ống bóp
Các bước tiến hành thí nghiệm
Bước 1: Cắm dây nguồn chính của hầm khói vào ổ cắm. Kiểm tra mức dầu hỏa (dưới
cùng bên trái hầm khói), điều chỉnh hoặc đổ đầy chai nếu cần.
Bước 2: Tháo cửa kính (6) và lắp mơ hình cần khảo sát, đóng cửa kính lại , bóp ống bóp
(8) khi cần làm sạch đường khói.
Bước 3: Bật cơng tắc chính (4), bật cơng tắc nguồn (5), bật quạt (2) và chọn tần số quạt

mong muốn bằng nút vặn (3), Bật công tắc đèn (1) và bật cơng tắc (7).
Bước 4: Khi lượng khói đủ để quan sát , ta điều chỉnh thay đổi tốc độ quạt từ 20 Hz đến
100 Hz, bước chia 10 Hz . Quan sát đường dòng qua cố thể và chụp lại hiện tượng .
Bước 5: Khi thí nghiệm kết thúc, tắt quạt (2), sau đó tắt cơng tắc chính (5). Thay đổi mơ
hình cần khảo sát và tiếp tục trình tự thí nghiệm như trên.
LƯU Ý!
- Ống cao su đen nối máy tạo khói với thanh chống cần được xả định kỳ hoặc bất cứ khi
nào dòng hơi kém. Để thoát nước, hãy tháo đầu nối với máy tạo khói, giữ ống hướng
xuống sàn và lắc nhẹ. Chú ý không để dầu hỏa giũ vào chân.
- Cần đảm bảo cơng tắc nguồn đã tắt trước khi lắp mơ hình vào hầm khói hay di chuyển
tấm kính bảo vệ.

8


IV.

Kết quả thí nghiệm

Kích thước đặc trưng của các cố thể :
Hình cầu

Hình trụ

Đĩa trịn phẳng

Cánh 3d

40 mm

46.8 mm

45.8 mm

67 mm

Trụ
Tỉ lệ rộng / d Độ rộng hậu lưu (mm)
0.857142857
40.11428571
0.912408759
42.70072993
0.971223022
45.45323741
0.98540146
46.11678832
1.012820513
47.4
0.999394306
46.77165354
0.993548387
46.49806452
0.948387097
44.38451613

V
0.5295
1.3285
2.0675
2.7465

3.3655
3.9245
4.4235
4.8625

1. Xử lý số liệu
1.1.

Cố thể hình trụ

Re
D (mm)
1696.14 46.8
4255.56 46.8
6622.79 46.8
8797.82 46.8
10780.7 46.8
12571.3 46.8
14169.7 46.8
15576
46.8

f (Hz) d (pixel) Độ rộng
30
140
120
40
137
125
50

139
135
60
137
135
70
156
158
80
165.1
165
90
155
154
100
155
147

Re
1697.658097
4259.374471
6628.721655
8805.699649
10790.30845
12582.54807
14182.4185
15589.91973

Bảng 1: Bảng xử lý số liệu đo độ rộng vết hậu lưu đối với cố thể hình trụ

Độ rộng hậu lưu theo tần số quạt
Độ rộng hậu lưu (mm)

49

47
45
43
41
39
37
35
0

20

40

60

80

100

120

Tần số quạt (Hz)
Hình 8: Đồ thị độ rộng hậu lưu theo tần số quạt của cố thể hình trụ

9

Cố thể hình dĩa phẳng

1.2.
D (mm)
45.8
45.8
45.8
45.8
45.8
45.8
45.8
45.8

Dĩa phẳng
f (Hz) d (pixel) Độ rộng Tỉ lệ rộng / d Độ rộng hậu lưu (mm)
30
120
124
1.033333333
47.32666667
40
110
123
1.118181818
51.21272727
50
109
118

1.082568807
49.58165138
60
104
124
1.192307692
54.60769231
70
106
148
1.396226415
63.94716981
80
100
160
1.6
73.28
90
105
169
1.60952381
73.71619048
100
110
167
1.518181818
69.53272727

V
0.5295

1.3285
2.0675
2.7465
3.3655
3.9245
4.4235
4.8625

Re
1661.383352
4168.362196
6487.082303
8617.543674
10559.74631
12313.6902
13879.37537
15256.80179

Bảng 2: Bảng xử lý số liệu đo độ rộng vết hậu lưu đối với cố thể hình dĩa phẳng

Độ rộng hậu lưu theo tần số quạt
80

Độ rộng hậu lưu (mm)

75
70

65
60

55
50
45
40
35
30
0

20

40

60

80

100

120

Tần số quạt (Hz)
Hình 9: Đồ thị độ rộng hậu lưu theo tần số quạt của cố thể hình dĩa phẳng

10


1.3.

Cố thể hình cầu

Cầu
D (mm) f (Hz) d (pixel) Độ rộng Tỉ lệ rộng / d Độ rộng hậu lưu (mm)
40
30
100
80
0.8
32
40
40
119
93
0.781512605
31.2605042
40
50
127
100
0.787401575
31.49606299
40
60
108
91
0.842592593
33.7037037
40
70
107
100

0.934579439
37.38317757
40
80
102
100
0.980392157
39.21568627
40
90
100
96.177
0.96177
38.4708
40
100
92
81
0.880434783
35.2173913

V
0.5295
1.3285
2.0675
2.7465
3.3655
3.9245
4.4235
4.8625

Re
1450.989827
3640.491001
5665.574064
7526.239016
9222.485858
10754.31459
12121.72521
13324.71772

Bảng 3: Bảng xử lý số liệu đo độ rộng vết hậu lưu đối với cố thể hình cầu

Độ rộng hậu lưu theo tần số quạt

Độ rộng hậu lưu (mm)

45
40
35
30
25

20
15
0

20

40

60

80

100

120

Tần số quạt (Hz)
Hình 10: Đồ thị độ rộng hậu lưu theo tần số quạt của cố thể hình cầu

11


1.4.

Cố thể hình biên dạng cánh 3D

Biên dạng cánh
C (mm) f (Hz) d (pixel) Độ rộng Tỉ lệ rộng / d Độ rộng hậu lưu (mm)
67
30
189
214 1.132275132
75.86243386
67
40
191
224 1.172774869

78.57591623
67
50
173
200 1.156069364
77.4566474
67
60
169
104 0.615384615
41.23076923
67
70
192
89
0.463541667
31.05729167
67
80
171
84
0.49122807
32.9122807
67
90
160
64
0.4
26.8
67

100
159
59
0.371069182
24.86163522

V
0.5295
1.3285
2.0675
2.7465
3.3655
3.9245
4.4235
4.8625

Re
2430.40796
6097.822426
9489.836557
12606.45035
15447.66381
18013.47694
20303.88973
22318.90218

Bảng 4: Bảng xử lý số liệu đo độ rộng vết hậu lưu đối với cố thể hình biên dạng cánh 3D

Độ rộng hậu lưu theo tần số quạt
90.8

Độ rộng hậu lưu (mm)

80.8
70.8

60.8
50.8

40.8
30.8
20.8
10.8
0.8
0

20

40

60

80

100

120

Tần số quạt (Hz)
Hình 11: Đồ thị độ rộng hậu lưu theo tần số quạt của cố thể hình biên dạng cánh 3D

12


2. Quan sát hình chụp và giải thích hình dạng của đường dịng
2.1.

Cố thể hình trụ

Hình 12: Đường dịng qua cố thể hình trụ với vận tốc

Hình 13: Đường dịng qua cố thể hình trụ với vận tốc

gió 20 Hz

gió 60 Hz

13


Hình 14: Đường dịng qua cố thể hình trụ với vận tốc
gió 100 Hz

2.2.

Cố thể hình dĩa phẳng

Hình 15: Đường dịng qua cố thể hình dĩa phẳng với
vận tốc gió 20 Hz

Hình 16: Đường dịng qua cố thể hình dĩa phẳng với
vận tốc gió 60 Hz

2


Hình 17: Đường dịng qua cố thể hình dĩa phẳng với
vận tốc gió 100 Hz

2.3.

Cố thể hình cầu

Hình 18: Đường dịng qua cố thể hình cầu với vận tốc
gió 20 Hz

Hình 19: Đường dịng qua cố thể hình cầu với vận tốc
gió 60 Hz

2


Hình 20: Đường dịng qua cố thể hình cầu với vận tốc
gió 100 Hz

2.4.

Cố thể hình biên dạng cánh 3D

Hình 21: Đường dịng qua cố thể hình biên dạng với

Hình 22: Đường dịng qua cố thể hình biên dạng với

vận tốc gió 20 Hz

vận tốc gió 60 Hz

2


Hình 23: Đường dịng qua cố thể hình biên dạng với
vận tốc gió 100 Hz

2


3. Nhận xét

Hình 24: Đường đặc tính lý thuyết hệ số lực cản trên các cố thể theo số Reynolds

1


Độ rộng hậu lưu (mm)

83
80
77
74
71

68
65
62
59
56
53
50
47
44
41
38
35
32
29
26
23
20

Độ rộng vết hậu lưu theo tần số quạt của 4 cố thể được khảo sát

Hình trụ
Hình dĩa phẳng
Hình cầu
Hình biên dạng cánh

20

40

60

80
Tần số quạt (Hz)

100

120

Hình 25: Đồ thị độ rộng vết hậu lưu theo tần số quạt của 4 cố thể được khảo sát

Số Reynolds của dòng chuyển động qua các cố thể theo tần số quạt
24900
22900

20900
18900
16900

Re

14900
Hình trụ

12900
10900

Hình dĩa phẳng

8900
6900

Hình cầu

4900
2900

Hình biên dạng cánh

900
20

40

60
80
Tần số quạt (Hz)

100

120

Hình 26: Đồ thị số Reynolds của dịng chuyển động qua các cố thể theo tần số quạt

2


Để thay đổi trường vận tốc trong Test Section, ta thay đổi vận tốc của quạt. Cụ thể như
sau:
- Khi vận tốc quạt tăng, lưu lượng khơng khí qua quạt tăng. Theo ngun tắc bảo tồn
lưu lượng thì với cùng diện tích mặt cắt ngang tại Test Section thì khi lưu lượng tăng dẫn
đến vận tốc trong Test Section tăng theo. Ngược lại khi vận tốc quạt giảm.

- Ở trước và sau Test Section có đặt tấm lưới tổ ong để làm dòng đều, hướng trục. Tạo
profile vận tốc đều đi qua Test Section và không bị ảnh hưởng bởi các xốy tạo ra bởi
quạt phía trên.
Các dịng khói ở gần thành hầm khói ở Test Section khơng đều, bị xốy trước khi đến cố
thể. Vì thế chất lượng dịng ở Test Section hiện tại không tốt do sự gia tăng bề dày lớp
biên.
Những ảnh hưởng liên quan đến cấu tạo của hầm khói đối với kết quả quan sát khi làm
thí nghiệm:
- Do sự chập chờn của bóng đèn cản trở việc quan sát.
- Có vài chỗ bị hở khơng được che chắn kĩ nên làm khơng khí lọt vào gây nên sự nhiễu
động của khói.
- Dịng khói khơng đều ở gần thành vùng Test Section.
- Không đo được chính xác các kích thước hình học của các cố thể làm thí nghiệm.
- Khơng đo được góc tới của cánh.
- Đặt cố thể không ở tâm Test Section.
3.1.

Cố thể hình trụ:

Dịng chuyển động đang xét trong hầm khói là dịng chuyển động có số Reynolds
thay đổi từ 1.7x103 đến 1.56x104 (tương ứng với tần số quạt thay đổi từ 30 Hz đến 100
Hz). Như đã chứng minh ở bài trước, dịng chuyển động khơng nén được, vận tốc thấp là
hàm phụ thuộc vào duy nhất số Reynolds.
Khi dòng chuyển động qua bề mặt cố thể, các phần tử lưu chất tiếp xúc với bề mặt
cố thể chịu tác động của lực ma sát làm giảm vận tốc cục bộ. Ảnh hưởng của ma sát làm
3


cho các phần tử lưu chất ngay tại bề mặt cố thể có vận tốc bằng khơng, được gọi là điều
kiện không trượt (no-slip condition). Và ở trên bề mặt đó, vận tốc dịng chuyển động là

một giá trị hữu hạn, nhưng bị hãm lại. Gọi n là vector pháp tuyến với bề mặt cố thể, thì
trong vùng gần với bề mặt rắn, V = V (n), trong đó V = 0 tại n = 0, và V tăng khi n tăng.
Biểu đồ của vận tốc V theo n được gọi là phân bố vận tốc. Lực ma sát giữa các phần tử
lưu chất có xu hướng ngăn các phần tử lưu chất chuyển động về phía sau. Ngồi ra, khi
dịng chuyển động qua cố thể hình trụ, ở nửa trước hình trụ có áp suất thấp hơn so với áp
suất của dòng chuyển động, tuy nhiên khi đi qua nửa hình trụ sau thì áp suất tăng so với
áp suất ở nửa hình trụ trước, mà dịng chuyển động có xu hướng đi từ nơi có áp suất cao
đến áp suất thấp, lúc này dòng chuyển động lại đang đi từ nơi có áp suất thấp đến nơi có
áp suất cao, được gọi là chuyển động ngược dốc áp suất. Việc chuyển động ngược dốc áp
suất và chịu ảnh hưởng của ma sát giữa các phân tử lưu chất và thành rắn làm cho các
phần tử lưu chất ở sát thành rắn tiêu hao nhiều năng lượng. Đến một lúc nào đó, động
năng của phần tử lưu chất đã hết làm cho các phần tử không thể tiếp tục chuyển động
ngược dốc áp suất nữa, các phần tử lưu chất sát thành rắn dừng lại, khi đó các phần tử lưu
chất có xu hướng chuyển động ngược dịng đến nơi có áp suất thấp hơn (vì đi từ nơi có áp
suất cao đến nơi có áp suất thấp khơng tiêu tốn năng lượng) làm xuất hiện hiện tượng tách
rời lớp biên. Hiện tượng này tạo ra vùng có vết hậu lưu (wake) của dòng chuyển động
ngược chiều ở sau cố thể.

4


Hình 27: Phân bố vận tốc trong lớp biên

Độ rộng của vết hậu lưu tùy thuộc vào hệ số lực cản tác dụng lên cố thể, nếu hệ số
lực cản càng nhỏ thì càng trì hỗn hiện tượng tách rời lớp biên, và từ đó điểm tách rời lớp
biên dời về xa hơn, làm cho vết hậu lưu có bề rộng nhỏ hơn.

Hình 28: Drag on a smooth circular cylinder

5

Khi tần số quạt tăng (số Reynolds của dòng chuyển động tăng) thì độ rộng của vết hậu lưu
cũng tăng nhưng tăng không đáng kể. Trong vùng số Reynolds này thì lực cản gây ra trên
cố thể hình trụ chủ yếu là lực cản do áp suất (khoảng 95%), còn lực cản do ma sát thì
chiếm một phần rất nhỏ. Có thể nói trong vùng số Reynolds của dịng chuyển động có giá
trị khoảng từ 103 đến 104 thì hệ số lực cản thay đổi không nhiều và hầu như khơng phụ
thuộc vào số Reynolds. Vì khi tiến hành thí nghiệm chỉ khảo sát chế độ dòng chuyển động
ứng với số Reynolds khoảng từ 103 đến 104 nên đặc tính cản (độ rộng của vết hậu lưu)
khơng có biến thiên quá nhiều, nhưng xu hướng thay đổi của độ rộng vết hậu lưu theo số
Reynolds giống so với xu hướng trong đường đặc tính lý thuyết.
3.2.

Cố thể hình cầu:

Khi tần số quạt tăng từ 30 Hz đến 100 Hz (ứng với số Reynolds của dòng chuyển
động tăng từ 1.45x103 đến 1.3x104) thì độ rộng của vết hậu lưu hầu như khơng thay đổi và
có tăng nhẹ khi số Reynolds gần tiến tới giá trị 1.3x104.
Tại tần số quạt 20 Hz, dịng chuyển động đạt trạng thái gần hình thành vết hậu lưu (“nearwake”), ở phía sau vết hậu lưu thì các xốy có tính chất khơng ổn định và ngày càng rối.
Quá trình này tiếp tục diễn ra cho đến khi tần số quạt đạt giá trị 30 Hz (số
Reynolds của dịng chuyển động có giá trị 1.45x103), dịng chuyển động qua cố thể hình
cầu và vết hậu lưu sau hình cầu dần trở nên ổn định.
Đối với tần số quạt từ 30 Hz cho đến 60 Hz (ứng với số Reynolds từ 1.45x103 đến
7.5x103) thì bề rộng vết hậu lưu gần như là hằng số (hệ số lực cản là hằng số). Đây là một
đặc điểm của cố thể phi lưu tuyến như khối trụ và khối cầu. Dòng chuyển động trong lớp
biên là dòng chảy tầng, nhưng dòng chuyển động trong vùng tách rời lớp biên là vùng
chuyển động rối có bề rộng vết hậu lưu lớn. Tần số quạt từ 60 Hz đến 100 Hz (ứng với số
Reynolds từ 7.5x103 đến 1.3x104) thì bề rộng vết hậu lưu có tăng nhẹ (hệ số lực cản tăng
nhẹ).
So với đường đặc tính lý thuyết giữa hệ số lực cản và số Reynolds của dịng

chuyển động qua hình trụ, ta thấy hai đường giống nhau về xu hướng.

6