1. Контрольные вопросы

1. Углы скоса потока.

2. Принцип действия и различные виды насадков полного давления.

3. Преимущества, недостатки и область применения насадков полного давления с протоков.

4. Типы насадков полного давления, применяемых для исследований гидромашин.

5. Устройство координатника по рис. 3.5.

6. Измерения полного давления и скорости потока трубкой Пито-Прандтля.

7. Выведите формулу (3.2).

8. Опишите методику тарировки насадков полного давления.

9. Почему насадок №2 обладает меньшей чувствительностью к скосу потока, чем насадок №4?

10. Каковы причины низкой чувствительности к скосу насадка №4?

Лабораторная работа №4

Тарировка цилиндрического зонда

Цель работы – определение нулевого положения и тарировочных коэффициентов цилиндрического зонда.

1. Общие сведения

Для определения направления, скорости и полного давления плоских потоков применяются цилиндрические насадки (зонды). Они имеют малые размеры и простую конструкцию. Цилиндрический зонд представляет собой цилиндрическую трубку с тремя приёмными отверстиями, как показано на рис. 4.1. Боковые отверстия 1 и 3 расположены под углом ипо отношению к центральному отверстию 2. С точностью до погрешностей изготовления эти углы равны друг другу.

Рис. 4.1. Цилиндрический зонд

Цилиндрический зонд помещается в поток жидкости так, чтобы ось вращения О-Орасполагалась перпендикулярно плоскости течения. Давленияр₁,р₂ир₃в соответствующих приёмных отверстиях по трубкам (на рисунке не показаны) подводятся к микроманометрам. Будем поворачивать зонд вокруг оси вращения, пока давления в боковых отверстиях не станут равнымир₁=р₃. В этом случае говорят, что зондориентирован по потоку, причём, с вышеупомянутой погрешностью ось центрального отверстия направлена вдоль вектора скорости потокав данной точке. Такому направлению соответствует начальный, или нулевой угол, отсчитанный по лимбу зонда. Этот угол определяется при тарировке.

Чтобы определить направление вектора скорости в данной точке некоторого потока, нужно выбрать начало отсчёта углов, поместить в эту точку приёмные отверстия зонда, ориентировать последний по потоку и отсчитать по лимбу соответствующий угол . Действительное направление потока

(4.1)

Чтобы найти полное давление в некоторой точке потока, необходимо поместить в эту точку приёмные отверстия зонда, ориентировать его по потоку и измерить:

. (4.2)

В соответствии с уравнением (2.2) лабораторной работы №2 коэффициенты давления равны:

, ,.

Так как обычно , то, и

, а . Следовательно, скорость потока

или , (4.3)

где

. (4.4)

Вследствие отклонения формы зонда от правильной цилиндрической, невозможности выполнить боковые отверстия одинаковыми, расположить их точно под углами и др. уравнение (4.2) следует заменить на:

, (4.5)

где – тарировочный коэффициент полного давления, близкий к нулю. По вышеупомянутым причинам. Их значения также определяются тарировкой. При измерениях скорости потока она рассчитывается по формулам (4.3), в которые подставляются тарировочныеи.

2. Методика эксперимента и обработка результатов

В рабочий участок устанавливается эталонная трубка Пито-Прандтля и тарируемый цилиндрический зонд (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Определение угла нулевого положения зонда

Определяются параметры потока Т,,,и измеряется. Поворачивая зонд вокруг оси, измеряют,и. По уравнению

(4.6)

вычисляется коэффициент давления. Строится зависимость и определяется уголнулевого положения зонда.

Для найденного нулевого положения зонда определяются тарировочные коэффициенты зонда, как показано на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Определение тарировочных коэффициентов зонда

Последние рассчитываются по формулам

, ,(4.7).

Эксперимент повторяется несколько раз. В выводах записываются расчётные формулы для ,,и(протокол №4).

Отчет о лабораторной работе должен содержать: рис. 4.1, описание методики проведения и обработки данных эксперимента, протоколы испытаний и выводы. Дословное переписывание или копирование (на ксероксе, сканере и т.п.) инструкции не допускается!