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-1*

Бобин А.М.

Проверил: Чухин И.М.

Иваново 2013

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(P_к) - расходная характеристика;

Р₁=F(P_к) - изменение давления в минимальном сечении сопла.

4. Построить зависимость коэффициента расхода сопла μ=G_оп/G_теор от давления за соплом P_к.

5. Провести анализ процесса истечения через сопловой канал на основании построенных зависимостей G, P₁, μ от давления Р_к.

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 t_o 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 t_o 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: "7"марта 2013 г.

.

В=733 мм.рт.ст.; t_o = 24^о С.

Газ _ СО₂_(воздух, СО₂, Не)

Опытные данные					Расчетные данные
№ n/n	ΔP3	ΔP2	ΔH	PО'		P1	PК	P1теор	Gтеор *10^4	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 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46	0 67,4 117,9 151,7 169,1 171,8 171,8 171,8 171,8 171,8 171,8	97733 97665,6 97547,7 97396 97226,9 97055,1 96883,3 96711,5 96539,7 96367,9 96196,1		97733 87923 78113 68303 58493 52607 52607 52607 52607 52607 52607	97733 87923 78113 68303 58493 48683 38837 29063 19253 9443 0	97733 87923 78113 68303 58493 48683 48683 48683 48683 48683 48683	0 3,1648 4,052 4,233 4,512 4,767 4,767 4,767 4,767 4,767 4,767	0 3,1288 3,8489 4,166 4,4098 4,5031 4,5031 4,5031 4,5031 4,5031 4,5031	0 0,96 0,94 0,93 0,93 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92