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機械工学

このコレクションでは、理解し、機械システムの設計に不可欠な概念の範囲を紹介します。各ビデオは、特定のトピックを調査し、採用して物理挙動を理解する基礎的分析方法について説明します。

  • Mechanical Engineering

    11:29
    浮力と浸漬のボディ ドラッグ

    ソース: アレクサンダー ・ S ・ ラトナーとサンジャイ アディカリ;機械・原子力工学、ペンシルバニアの州立大学、大学公園、PA 部

    オブジェクト、車、および生物流体媒体に没頭して浮力の形で周囲の流体から力を体験 - 流体の重量、ドラッグ- 反対運動、リフトの方向抵抗力により強制的に鉛直上昇方向-運動の方向に垂直な力。予測とこれらの力の評価車をエンジニア リング、水泳や飛行生物の動きを理解する重要です。

    この実験では、空気の泡とグリセリン中における油滴の上昇速度を追跡することによって没水体の抗力、重量、浮力のバランスが調査されます。ターミナルの上昇速度で結果の抗力係数は、理論値と比較されます。

  • Mechanical Engineering

    13:09
    浮動のコートの安定性

    ソース: アレクサンダー ・ S ・ ラトナーとケビン ラオ李部機械、原子力工学、ペンシルバニアの州立大学、大学公園、PA

    この実験の目的は、自己の権利いくつかの外部の力によって側に寝返りを打ったときに能力 - の浮遊船の安定性の現象を示すことです。慎重な船体形状と内部の質量分布の設計により安定する遠洋航海容器低下書き (船体の水中深さ)、船舶操縦性の向上と削減をドラッグします。

    この実験では、模型ボートは最初 (別の貨物の荷重を表す) 質量の中心の調整を有効にする変更が、ロール角度の自動追跡。ボートは水のコンテナー内に配置されその重心の高さが異なるさまざまな角度にチップを渡した。リリース、転覆 (転倒) またはボートの動きを揺動は、デジタル

  • Mechanical Engineering

    10:49
    推進力と推力

    ソース: アレクサンダー S ラトナー;機械・原子力工学、ペンシルバニアの州立大学、大学公園、PA 部

    航空機、ロケット、船舶は、周囲の流体や高温高速燃焼製品を加速することによって推進を生成します。運動量保存の原則のため増加の流体の速度は車両に有効な推力の結果します。推進装置の推力機能はしばしば静的推力テストで測定されます。これらのテストで推進システムがマウントされ、固定、インストルメント化されたプラットフォームの運営し、マウントの保持力を推力として測定

    この実験で小規模静的推力測定設備を構築し、モデル化します。模型航空機の 2 つのモーターの推力曲線し、プロペラ システムと冷却ファンのコンピューターで測定されます。推力効率も評価

  • Mechanical Engineering

    12:26
    配管ネットワークと圧力損失

    ソース: アレクサンダー S ラトナー、機械、原子力工学、ペンシルバニアの州立大学、大学公園、PA

    この実験では、測定と配管ネットワークの内部流れの圧力損失のモデル化を導入されています。このようなシステムでは、チャネルの壁から摩擦抵抗の妨害および付属品、機械的エネルギーを熱に変換する流体圧力の形が発生します。許容摩擦圧力損失を確認し圧力ドロップ要件に合ったポンプを選択サイズフロー ハードウェア工学解析が必要です。

    一般的なフロー機能で配管ネットワークを構築するこの実験: チューブ、コイル チューブ コイル、エルボ継手 (鋭い 90 ° 屈曲) のまっすぐな長さ。圧力損失の測定は、圧力計 -

  • Mechanical Engineering

    10:56
    焼入れと沸騰

    ソース: アレクサンダー S ラトナー、サンジャイ アディカリおよび Mahdi ナビル;機械・原子力工学、ペンシルバニアの州立大学、大学公園、PA 部

    急速冷却が続く可能な暖房は、処理アプリケーションの多くの材料の重要な要素です。この熱処理用のプロシージャは、材質の硬度があり、切削工具や摩耗環境で表面に重要なを増やすことができます。急速な冷却段階焼入れをと呼ばれ、しばしば流体バース (頻繁に水またはオイル) の材料を浸すことによって実行されます。熱伝達を焼入れすることができます強制対流 - クーラントを介して材料を急速に移動するアクションを駆動する熱移動プロセスおよび自然対流 -

  • Mechanical Engineering

    09:14
    油圧ジャンプ

    ソース: アレクサンダー ・ S ・ ラトナーとマハディ ナビル;機械・原子力工学、ペンシルバニアの州立大学、大学公園、PA 部

    液体は高速で開水路に沿って流れる、流れが不安定になることができ、わずかな障害より高いレベル (図 1 a) に突然移行する液体の上面を引き起こすことができます。液体レベルのこの急激な増加は、油圧ジャンプと呼ばれます。液体のレベルの増加は、平均流速の減少を引き起こします。その結果、有害流体運動エネルギーは熱として消費です。油圧ジャンプはダム水路、損傷を防ぐために、高速移動の流れによって可能性があります浸食を減らすなどの大規模な水の作品に意図的に設計されます。油圧ジャンプも川やストリーム、自然発生して (図 1 b) シンクの蛇口から水の放射状の流出などの家計条件で観察されることができます。

    このプロジェクトの開水路実験施設が建設されます。水門がインストールされ、発生または下流の洪水吐きに上流の

  • Mechanical Engineering

    11:37
    熱交換器の解析

    ソース: アレクサンダー ・ S ・ ラトナーとクリストファー ・ J ・ グリア。機械・原子力工学、ペンシルバニアの州立大学、大学公園、PA 部

    熱交換器は、2 つの流体間で熱エネルギーを転送、エネルギー システムに遍在しています。一般的なアプリケーションは、自動車ラジエーター (周囲の空気に熱いエンジン冷却水からの熱伝達)、冷蔵庫蒸発器 (冷媒を蒸発する冷蔵庫庫内空気)、冷却塔 (凝縮する蒸気発電所蒸発水および大気)。この実験の目的は、実験計測 (評価) および熱交換器のモデリング手順を導入することです。

    この実験では水の水のチューブ ・ イン ・ チューブ熱交換器, および評価されます。熱伝達率 (Q) と全体的なコンダクタンス (UA) を決定する温度と流量率測定が適用されます。測定された熱交換器 UA

  • Mechanical Engineering

    12:08
    冷凍入門

    ソース: アレクサンダー ・ S ・ ラトナーとクリストファー ・ J ・ グリア。機械・原子力工学、ペンシルバニアの州立大学、大学公園、PA 部

    この実験は、蒸気圧縮冷凍機の原理を示します。蒸気圧縮サイクルは、ほとんどの冷蔵庫、冷凍庫、空調システム、ヒートポンプは、支配的な冷凍技術です。このサイクルで冷却 (熱取得) は、冷媒の低圧の蒸発によって達成されます。蒸発で吸収される熱エネルギーは高圧冷媒凝縮を通じて周囲に拒否されます。機械的な仕事は、高低圧から作動流体を高めるためにコンプレッサーに適用されます。

    冷凍技術は、ユビキタスですが、隠して包装とたいてい冷蔵庫の自律的動作困難動作原理や主要なコンポーネントの機能を理解します。この実験では初歩的な蒸気圧縮冷凍機を構築する.コンプレッサーは、自転車ポンプ、実験者がシステムの一部になるようにサイクル操作の直感的な感謝と手動式です。結果として得られるコンポーネントの圧力と温度

  • Mechanical Engineering

    09:16
    熱線

    ソース: リカルド ・ メヒア アルバレスとコメディフランセーズ Hikmat ジャバー、機械工学科、ミシガン州立大学、イースト ランシング、MI

    熱線風速計がある非常に短い時間の応答、乱流などの急速に変動の現象を測定するために理想的になります。この実験の目的は、の使用方法を示すには計の熱線します。

  • Mechanical Engineering

    10:05
    乱流を測定

    ソース: リカルド ・ メヒア アルバレスとコメディフランセーズ Hikmat ジャバー、機械工学科、ミシガン州立大学、イースト ランシング、MI

    乱流は、彼らの適切な特性の高時間分解能の計測器を必要とする非常に高い周波数の変動を表わします。熱線風速計はこの要件を満たすために短いに十分な時間応答を持っています。この実験の目的の使用を示すため、熱線による乱流噴流の特性評価に計。

    この実験では、以前校正熱線プローブを使用すると、ジェット内の異なる位置で速度測定が取得されます。最後に、乱流場の特性データの基本的な統計分析を示します。

  • Mechanical Engineering

    10:32
    鈍頭物体まわりの流れの可視化

    ソース: リカルド ・ メヒア ・ アルバレス、コメディフランセーズ Hikmat ジャバー、マフムード ・ N. Abdullatif、機械工学科、ミシガン州立大学、イースト ランシング、MI

    流体運動は、その準拠法の非線形性質により複雑なフロー パターンを誘導します。これらのパターンの性質の理解何世紀にも強い精査の対象とされています。パソコンやスパコンを広く使用して流動パターンを推測、それらの機能がまだ複雑な形状や高慣性フローの正確なフローの動作を決定するための十分なない (例えばとき勢いに支配します。粘性抵抗)。これ、明らかにパターンが開発されている流れの政体とジオメトリの理論および数値計算にアクセスできないツールを達することができる流れを作る実験技術の多数の心で。

    このデモは、鈍頭物体周りの流れを調査します。物体は、その形状のためは原因が流れをその表面の大部分に分かれてオブジェクトです。これは、ストリーム内の配置は、以下の流れの分離の原因、翼のよ

  • Mechanical Engineering

    13:27
    傾斜平板に衝突する噴流

    ソース: リカルド ・ メヒア アルバレスとコメディフランセーズ Hikmat ジャバー、機械工学科、ミシガン州立大学、イースト ランシング、MI

    この実験の目的は、流体の流れが動圧の静圧への変換によって構造物に力を発揮する方法を示すことです。このため、フラットに衝突噴流をさせていただきますプレートし、プレートの結果の圧力分布を測定します。合力が圧力分布とプレートの表面に沿って適切に定義された地域格差の製品を統合することによって算出されます。この実験は、ジェットの方向板の傾斜の 2 つの角および 2 つの流量の繰り返されます。各構成は、プレートの表面に静圧を動圧変換のさまざまなレベルの結果である平板に沿う別の圧力分布を生成します。

    この実験のため圧力でスキャンのバルブに接続されているダイヤフラム圧力トランスデューサーで測定されます。プレート自体は、ホースを通してスキャンのバルブに接続する圧力タップと呼ばれる小孔を持っています。スキャンのバルブは、一度に

  • Mechanical Engineering

    10:15
    省エネルギー システムの分析方法

    ソース: リカルド ・ メヒア アルバレスとコメディフランセーズ Hikmat ジャバー、機械工学科、ミシガン州立大学、イースト ランシング、MI

    この実験の目的は、フロー ・ システムの性能を決定するエネルギー方程式の適用を示すことです。このためには、安定した、非圧縮性流れのエネルギー方程式はゲート弁付け短管に適用されます。ゲート弁は徐々 に閉じられます、流況への影響が特徴です。さらに、このフロー システムと流れを駆動するファン間の相互作用はファンの特性曲線付きシステム曲線を比較することによって検討しました。

    この実験の流れを制限するバルブによるエネルギー散逸の使用方法の理解に役立ちます。また、同じ原則の下で、この実験はシャープな入口の間で圧力変化を使用して流量を測定する簡単な方法を提供しています。

  • Mechanical Engineering

    13:35
    質量保存則と流量率測定

    ソース: リカルド ・ メヒア アルバレスとコメディフランセーズ Hikmat ジャバー、機械工学科、ミシガン州立大学、イースト ランシング、MI

    この実験の目的は、[1, 2] 制御ボリューム (CV) の定式化を用いた流量計として流路の校正を示すことです。CV 分析は差分の詳細な分析を達成することができる詳細な説明ではなく、エンジニア リング システムで、流れの巨視的効果に焦点を当ててください。これらの 2 つの手法は、CV 分析を与えるエンジニアにどのルートの流れシステムの設計を追求する最初の基礎として相補的アプローチと見なす必要があります。大まかに言えば、CV 解析エンジニアのシステムでは、支配的な物質交換のアイデアを与えるし、理想的な差動定式化を介して任意の詳細設計や分析を追求する前に取る最初のステップをする必要があります。

    質量保存則の CV の定式化の背後にある主要な原則は、操縦翼面 (CS) として知られている囲まれた簡易ボリューム

  • Mechanical Engineering

    11:30
    制御体積法による平板の衝突力の測定

    ソース: リカルド ・ メヒア アルバレスとコメディフランセーズ Hikmat ジャバー、機械工学科、ミシガン州立大学、イースト ランシング、MI

    この実験の目的は、[1, 2] 制御ボリュームの定式化を使用してそれらのまわりの流れの線形運動量の変化の結果として体に力を発揮することです。コントロール ボリュームの解析は差分解析と達成できる詳細な説明よりもむしろ工学システム学の流れの巨視的効果に焦点を当てます。これらの 2 つの方法の各 1 つ、工学アナリストのツールボックスに場所があるし、彼らは競合するアプローチではなく、相補的な見なす必要があります。大まかに言えば、コントロール ボリュームの解析、エンジニアのアイデアを与える支配的な荷重システムで。これは彼女/彼デバイスや構造、デザインを追求するルートし、理想的にべきであるかについて初期感する差動定式化を介して任意の詳細設計や分析を追求する前に取る最初のステップを与えます。

    架空のによって定義される簡易

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