Springen naar inhoud

Luchtweerstand van treinen


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Bergmannetje

    Bergmannetje


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 29 oktober 2010 - 12:16

Een vriend en ik wilde ons profielwerkstuk doen over de luchtweerstand van treinen, welk model dat in Nederland gebruikt wordt, en eventueel welk hogesnelheids-model het minste last heeft hiervan.

ons idee was het maken van een eigen lucht tunnel, waarin we met een ventilator zelf een bepaalde luchtsnelheid produceren en daarna modeltreinen gebruiken voor de metingen.
hiervoor dachten wij dat het het beste is om een kleine krachtmeter aan het voertuig te hangen.

Ik zou graag willen weten of dit Łberhaupt uitgevoerd kan worden en of dit de beste manier is om de metingen uit te voeren.
En mag je aannemen dat deze metingen ook overeen zullen komen met de werkelijkheid (op schaal)?

daarnaast vroeg ik me af of ik de rolweerstand op een bepaalde manier tůch moest betrekken, ik dacht zelf, aangezien het idee 'de luchtweerstand van treinen' was, dat dit niet nodig is.

alvast bedankt!

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Bergmannetje

    Bergmannetje


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 29 oktober 2010 - 12:33

ik kon helemaal geen edit knop vinden, nouja dan maar zo.
ik zie dat ik het verkeerd geplaatst heb en dat dit onderwerp ergens anders moet.

mijn excuses

Veranderd door Bergmannetje, 29 oktober 2010 - 12:34


#3

jkien

    jkien


  • >1k berichten
  • 3053 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 29 oktober 2010 - 13:14

.. ons idee was het maken van een eigen lucht tunnel, waarin we met een ventilator zelf een bepaalde luchtsnelheid produceren en daarna modeltreinen gebruiken voor de metingen. Hiervoor dachten wij dat het het beste is om een kleine krachtmeter aan het voertuig te hangen. Ik zou graag willen weten of dit Łberhaupt uitgevoerd kan worden en of dit de beste manier is om de metingen uit te voeren.

Het bouwen van een goede windtunnel is lastig. Het is handiger om op een windstille dag te gaan rondrijden met een auto, met iemand anders als chauffeur, bij verschillende snelheden. Open het raam, houd een constructie met verwisselbare modeltreinen en een krachtmeter buiten het raam, en doe je metingen. Je moet een constructie maken die niet uit je handen vliegt, maar dat is makkelijker dan het bouwen van een goede windtunnel.

#4


  • Gast

Geplaatst op 29 oktober 2010 - 15:33

Lees nog wel even een artikel over het verschil tussen een schaalmodel en de ware grootte. Het getal van Reynolds wil nog wel eens erg belangrijk zijn, en vooral i.v.m. het optreden van turbulentie. Soms is een schaalmodel in een waterbaan beter dan in lucht. Dat is ook eenvoudiger uitvoerbaar. Snelheidsmeting d.m.v. een dobber die je mee laat stromen, stromingen zichtbaar maken met inkt, lekker thuis zitten...

#5


  • Gast

Geplaatst op 30 oktober 2010 - 07:25

Lees nog wel even een artikel over het verschil tussen een schaalmodel en de ware grootte. Het getal van Reynolds wil nog wel eens erg belangrijk zijn, en vooral i.v.m. het optreden van turbulentie. Soms is een schaalmodel in een waterbaan beter dan in lucht.

Ik zal dit nog even toelichten, het getal van Reynolds is gelijk aan
LaTeX
met de laatste de kinematische viscositeit. Bij een schaalmodel van 1:10 maak je de karakteristieke lengte L tien maal zo klein. Hierdoor wil bij gelijke snelheid Re kleiner worden en dan kan de stroming laminair blijven terwijl bij de echte trein turbulentie optreedt. Je kan dan de snelheid 10x zo hoog maken maar dat is niet praktisch uitvoerbaar. In plaats daarvan kun je in plaats van lucht de stroming bestuderen in water, dat heeft een 10x zo kleine kinematische viscositeit. Re wordt dan 10 x zo groot en dus is de situatie qua turbulentie gelijk aan de ware.
Bovendien wordt nu de weerstand 1000 x groter, omdat de dichtheid van water een factor 1000 groter is dan die van lucht. Hierdoor zijn de krachten makkelijker te meten.

Eťn bezwaar kleeft er wel aan, nl. dat voor de topsnelheid van een trein (zeg 100 km/h) het water even snel moet stromen. Misschien kun je een opstelling maken waarbij het model over een korte afstand met hoge snelheid door stilstaand water wordt bewogen, met een gespannen veer of zo.
Alleen bij lage snelheden verwacht ik een goed beeld van de werkelijkheid. Maar dat geldt evenzo voor de windtunnel, want als die een luchtsnelheid heeft van 100 km/h komt Re overeen met de echte trein bij 10 km/h.

Ik heb hier weinig literatuur over, ik weet niet of deze methode voor voertuigen gebruikt wordt, dus misschien kun je eerst bevestiging zoeken voor je er mee aan de slag gaat. Succes,

Veranderd door bessie, 30 oktober 2010 - 07:34


#6

jkien

    jkien


  • >1k berichten
  • 3053 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 30 oktober 2010 - 13:28

In het startbericht stel je aan wetenschapsforum de vraag of je mag aannemen dat de schaalmodellen overeen zullen komen met de werkelijkheid. Het is misschien beter om het verschil tussen experiment en theorie te kiezen als onderwerp van je profielwerkstuk, dus te meten in hoeverre je schaalmodel overeenkomt met de werkelijkheid. Je bent in principe een onderzoeker die nieuwsgierig is naar de verschillen, geen ingenieursbureau dat moet garanderen dat het model betrouwbaar is.

Dit artikel bevat een grafiek van het verband tussen weerstandscoefficient Cw = Fw / (Ĺ ρ v2 A) en treinlengte voor de Intercity, Thalys, Transrapid, TGV en Maglev.

Deze forumdiscussie bevat een formule voor de luchtweerstand van de Transrapid Fw = 2.8(0.3+ 0.53*N/2)v2, (N = aantal rijtuigen (rijtuiglengte 25 m), v in m/s)

Deze discussie bevat een formule voor de rolweerstand+luchtwrijving van de Shinkansen: (Fr+Fw)/g = (1.2+0.022V)W+(0.013+0.00029L)V2, (W gewicht van trein (ton), L treinlengte (m), V snelheid (km/h), g=9.8m/s2).

Onderzoek met schaalmodellen in hoeverre je dezelfde weerstandscoefficient Cw vindt en dezelfde afhankelijkheid van grotere lengtes.

#7

mcs51mc

    mcs51mc


  • >250 berichten
  • 470 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 30 oktober 2010 - 16:15

Ik weet niet hoeveel tijd/enthoesiasme je hebt om hieraan te werken, maar deze wind tunnel lijkt mij een haalbare kaart.

Misschien kan je de school overhalen om te sponseren / meewerken aan de bouw daar zij finaal een windtunnel bij hebben.

Check zeker eens part 5, er is daar sprake van kracht sensoren om horozontale & vertikale krachten te meten op een test object.

Vťťl sites te vinden rond het bouwen van een eigen windtunnel, ;) eens "how to build a wind tunnel"





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures