Федеральное агентство по образованию РФ
ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический
университет им. В. И. Ленина».
Кафедра ТОТ
Лабораторная работа №4
«ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА АДИАБАТНОГО ИСТЕЧЕНИЯ ГАЗА ЧЕРЕЗ СУЖИВАЮЩЕЕСЯ СОПЛО ПРИ ИМИТАЦИОННОМ МОДЕЛИРОВАНИИ»
Выполнил: ст. гр. II-2хх
Кокин С. Г.
Проверил: Чухин И.М.
Иваново 2010
1. Цель работы
Изучение процесса адиабатного истечения газа через суживающееся сопло при различных давлениях за сопловым каналом.
2. Задание
1. Снять опытные характеристики процесса истечения при различных давлениях газа за сопловым каналом.
2. Провести обработку экспериментальных данных и определить области докритического и критического истечения.
3. Построить опытную и теоретическую характеристики суживающегося сопла в координатах:
G=f(Pк) - расходная характеристика;
Р1=F(Pк) - изменение давления в минимальном сечении сопла.
4. Построить зависимость коэффициента расхода сопла μ=Gоп/Gтеор от давления за соплом Pк.
5. Провести анализ процесса истечения через сопловой канал на основании построенных зависимостей G, P1, μ от давления Рк.
3. Экспериментальная установка
Исследование процесса истечения воздуха через сопло проводится на имитационной установке. В состав установки входят: макет рабочего участка, блоки приборов управления установкой и индикации основных параметров процесса истечения, управляющая ЭВМ с монитором. Схема установки изображена на рис.1. Эта схема с фиксацией изменения основных характеристик процесса истечения отображается на мониторе ЭВМ.
Рис.1. Схема экспериментальной установки:
1 – расходомерная диафрагма, 2 – суживающееся сопло, 3 – вакуумный насос, 4 – регулировочный вентиль, 5 – индикаторный прибор перепада давления на расходомерной диафрагме, 6 – индикаторный прибор определения давления в выходном сечении сопла, 7 – индикаторный прибор определения давления за соплом
Газ при атмосферном давлении В и комнатной температуре to поступает через расходомерную диафрагму 1 по газопроводу постоянного сечения к суживающемуся соплу 2. Сопло имеет диаметр выходного сечения d1=1,55 мм. Движение газа через установку обеспечивает вакуумный насос 3, работающий на откачку газа из установки (в газопроводе вакуум, т.е. давление меньше атмосферного). Регулировочным вентилем 4, открывая или закрывая его, можно установить различные давления (разряжения) в газопроводе за соплом. Расход газа через установку, в том числе и через сопло, определяется по показаниям индикаторного прибора 5, измеряющего перепад давлений ΔH до и после расходомерной диафрагмы 1. Зная показания прибора 5, по тарировочной таблице расходомерной диафрагмы определяется массовый расход газа через установку. Давление воздуха в самом узком сечении сопла ΔР2 и за соплом ΔР3 измеряются индикаторными приборами 6 и 7. Температура газа на входе в установку to измеряется лабораторным ртутным термометром с ценой деления 0,1 оС, а давление В - ртутным барометром (оба прибора находятся в помещении лаборатории).
Рис. 2. Изображение процессов истечения газа через суживающееся сопло в T, s – диаграмме:
4. Журнал наблюдений
Подпись преподавателя
Дата: "22"марта 2010 г.
.
В=745 мм.рт.ст.; to = 24о С.
Газ _воздух_(воздух, СО2, Не)
Опытные данные |
Расчетные данные |
||||||||||
№ n/n |
ΔP3 |
ΔP2 |
ΔH |
PО'
|
P1 |
PК |
P1теор |
Gтеор |
Gоп |
μ |
|
|
ати |
ати |
Па |
Па |
Па |
Па |
Па |
кг/с |
кг/с |
|
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
|
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
|
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 |
0 67,8 118,4 154,8 174 178,1 178,1 178,1 178,1 178,1 178,1 |
99333 99265 99214 99178 99159 99155 99155 99155 99155 99155 99155 |
99333 89523 79713 69903 60093 53226 53226 53226 53226 53226 53226 |
99333 89523 79713 69903 60093 50283 40473 30663 20853 11043 1233 |
99333 89523 79713 69903 60093 52354 52354 52354 52354 52354 52354 |
0 2,66*10-4 3,53*10-4 4,03*10-4 4,28*10-4 4,38*10-4 4,38*10-4 4,38*10-4 4,38*10-4 4,38*10-4 4,38*10-4 |
0 2,37*10-4 3,13*10-4 3,58*10-4 3,79*10-4 3.84*10-4 3.84*10-4 3.84*10-4 3.84*10-4 3.84*10-4 3.84*10-4 |
0 0,89 0,887 0,888 0,886 0,877 0,877 0,877 0,877 0,877 0,877 |
|