2. Досліджувана установка, прилади, методика вимірювань

2.1. Вентиляційна установка

Система для переміщення повітря – вентиляційна установка (як припливна, так і витяжна) має наступні конструктивні елементи (рис. 1):

– припливний повітропровід;

– вентилятор з приводом (електродвигуном);

– нагнітальний повітропровід.

Рис. 1. Схема вентиляційної установки: 1 – припливний повітропровід; 2 – електродвигун; 3 –центробіжний вентилятор; 4 – нагнітальний повітропровід

При технічних випробуваннях вентиляційної установки необхідно встановити:

– тиск у припливному і нагнітальному повітропроводах,

– тиск вентилятора р, Па;

– частоту обертання електродвигуна вентилятора, об./хв.;

– продуктивність установки L, м³/год.

При русі повітря у припливному і нагнітальному повітропроводах розрізняють три види тиску: статичний, р_ст, динамічний, р_дин і повний, р_повн.

Динамічний тиск, р_дин представляє собою кінетичну енергію рухомого повітря. Він залежить від швидкості руху повітря w і визначається за формулою:

, м³/год, (6)

де m – маса 1 м³ газу (для повітря за нормальних умов ρ_п = 1,23, за інших умов – див. Додаток 2), кг/м³; w – швидкість руху повітря в повітропроводі, м/с.

У припливному повітропроводі статичний і повний тиски нижчі від тиску поза повітропроводом. Тому виміряні значення р_cm і р_повн для припливного повітропроводу записуються із знаком “–”.

Динамічний тиск завжди додатній.

Повний тиск, р_повн. для обох повітропроводів визначається як алгебраїчна сума р_ст і р_дин, Па:

р_повн = р_ст + р_дин, Па (7)

Тиск вентилятора – це різниця повних тисків на виході і на вході вентилятора. Він дорівнює сумі абсолютних величин повних тисків в припливному і нагнітальному повітропроводах, Па:

р_вент = р_{повн. нагн} – р_{повн. припл}, Па (8)

2.2. Опис використаних приладів

Тиск у повітропроводах вимірюють мікроманометрами (рис. 2 і 3) в сукупності з пневмометричними трубками системи МІОП (рис. 4), що представляють собою дві зігнуті мідні трубки, спаяні по довжині. Одна трубка з отвором на кінці (має знак “+”) вимірює повний тиск; друга трубка закрита на кінці, має збоку по 4 невеликі отвори (помічена знаком “–”) і служить для вимірювання статичного тиску. Кут нахилу трубки мікроманометра можна змінювати, змінюючи тим самим діапазон вимірюваних тисків. Значення поправок на кут нахилу беруть з опису приладу.

Мікроманометри з постійним кутом нахилу називаються тягомірами.

Рис. 2. Мікроманометр рідинний чашковий з нахиленою трубкою типу ММН: 1 – резервуар;

2 –скляна трубка з робочою рідиною; 3 – захисний кожух; 4 – рівень; 5 – чавунна станина; 6 – гвинт для встановлення приладу за рівнем; 7 – стійка; 8 – стопорний пристрій; 9 – штуцер, з’єднаний з верхнім кінцем трубки; 10 – штуцер резервуара

Рис. 3. Схема мікроманометра рідинного з нахиленою трубкою типу ММН: 1 – резервуар;

2 – скляна трубка робочою рідиною 3 – захисний кожух; 4 – рівень; 5 – чавунна станина; 6 – гвинт для встановлення приладу за рівнем; 7 – стійка; 8 – стопорний пристрій; 9 – штуцер, з’єднаний з верхнім кінцем трубки; 10 – штуцер резервуара

Рис. 4. Пневмометричні трубки МІСТ: 1 – трубка для вимірювання повного тиску;

2 – трубка для вимірювання статичного тиску

Пневмометричні трубки встановлюються назустріч потоку повітря і приєднуються до мікроманометра по одній із схем, що показані на рис. 5.

Рис. 5. Схеми під’єднання мікроманометра до вентиляційної установки при вимірюваннях статичного, динамічного та повного тисків потоку повітря

Частоту обертання електродвигуна вентилятора вимірюють ручними тахометрами, які приводять в контакт з валом електродвигуна. Для цього на валу є спеціальна виточка.

В даній роботі вимірювання частоти обертання проводиться стробоскопом. Стробоскопічний ефект полягає в тому, що при збіганні частоти пульсації світлового потоку, який освітлює вал, що обертається, з числом обертів вал здається нерухомим. Вимірювання полягає у визначенні моменту збігання перемиканням частоти пульсації світлового потоку. Знайдена частота пульсації і є частотою обертання вала.

Швидкість руху повітря в повітропроводах можна розрахувати не тільки з виразу (6) за виміряним р_дин, але і встановити безпосередньо анемометром.

Чашковим анемометром вимірюють швидкості руху повітря від 1 до 20 м/с. Методика вимірювання швидкості повітря анемометром наступна: анемометр поміщають в повітряний потік і через 10 … 15 с включають лічильний механізм і одночасно секундомір, який фіксує час вимірювання. Для заміру середньої швидкості потоку анемометр повільно переміщують по площі січення, в якій проводиться вимірювання. Через 60 … 90 с, не виймаючи анемометра із потоку, виключають лічильний механізм і секундомір. Перед вимірюванням записують початковий показ анемометра n₁, після вимірювання – кінцевий показ анемометра п₂.

Різниця показів, віднесена до часу вимірювання, дає так звану швидкість анемометра (кількість поділок за секунду), яка визначається за формулою, діл./с:

(9)

де n₁ і п₂ – початкове і кінцеве значення показів анемометра, поділок; t – час, с.

Швидкість повітряного потоку w знаходять за графіком, який додається до приладу (Рис. 6).

Рис. 6. Графіки для визначення швидкості руху повітря