Методика проведения работы

В рабочий цилиндр 3 последовательно засыпают зерно толщиной слоя от 50 до 200мм. По заданной скорости определяют расход воздуха Q (м³/ч):

Q =3600F v_усл , (8.2)

где F – площадь цилиндра, м²; v_усл – условная скорость движения воздуха в цилиндре, м/с.

Установку настраивают на заданный (вычисленный) расход воздуха при помощи задвижки 10. Зная расход воздуха в рабочем цилиндре, устанавливают величину Н по микроманометру 7 при помощи задвижки 10. Показания микроманометров 6 для каждой скорости воздуха записывают в табл. 8.2. Опыты проводят при различных значениях скорости воздуха для определенной культуры.

Обработка результатов опытов.

По формуле 8.1 рассчитывают теоретические значения сопротивления слоя зерна для всех значений скорости воздуха и толщины слоя зерна и заносят в графу 7 табл. 8.2. На основании полученных опытных данных строят графические зависимости сопротивления слоя от скорости воздуха ΔРсл=f(v_усл) для всех исследованных толщин слоя. На этих же графиках строят аналогичные кривые, полученные по расчету. Затем сравнивают опытные данные с расчетными. Работу можно выполнить при разных скоростях воздуха с различными культурами.

Таблица 8.2.

Форма записи результатов опыта

С/х культура	Высота слоя, мм	Общее давление, Па	Статическое, Па	Динами-ческое, Па	Аэродинамическое сопротивление слоя зерна Рсл, Па
					расчетное	опытное
1	2	3	4	5	6	7
	50
	100
	150
	200

Вопросы для самоконтроля знаний к

лабораторной работе №8.

1. По какой формуле определяется аэродинамическое сопротивление слоя зерна?

2. Как устроена экспериментальная установка?

3. Как определяют расход воздуха?

4. От чего зависит сопротивление слоя зерна?

5. Для чего нужно знать сопротивление слоя зерна?

6. Какая культура оказала наибольшее сопротивление воздуху и почему?

Лабораторная работа №9

Определение зависимости расхода воздуха, давления

и потребной мощности вентилятора от числа его оборотов

Цель работы: Научиться измерять давление, развиваемое вентилятором, расход воздуха и мощность при испытании вентиляторов. Проверить законы пропорциональностей в работе вентилятора и его характеристику. Выяснить влияние числа оборотов вентилятора на работу вентиляционной установки.

Необходимые приборы: Пневмометрическая трубка, микроманометр, тахометр, ваттметр, амперметр.

Необходимые знания: Выводы из графика распределения давлений в воздуховодах о величине развиваемого вентилятором давления. Законы пропорциональности в работе вентилятора. Формула мощности для привода вентилятора. Формула теоретического и действительного давления, развиваемого вентилятором.

Порядок выполнения работы: Замеряют диаметры воздуховодов в двух сечениях: на входе в вентилятор и на выходе из него. Замеряют длину прямых воздуховодов и выявляют характеристику фасонных частей от измеряемых сечений до входного и выходного отверстий вентилятора. Результаты замеров наносят на схему сети. Составляют форму таблиц 6.1 и 9.1. Пускают в ход вентиляционную установку, замеряют тахометром число оборотов вентилятора п₁, замеряют в трехкратно повторности общее и динамическое давление не менее чем в шести точках воздуховода на входе и выходе. Результаты записывают в табл. 9.1. Количество точек принимают в зависимости от диаметра воздуховодов. Определяют расход воздуха Q_В1, давление Н_В1, развиваемое вентилятором, и мощность N_В1 для привода вентилятора.

Изменяют число оборотов вентилятора (п₂). Повторяют все замеры при измененном числе оборотов и определяют давление Н_В2, расход Q_В2 и мощность N_В2. Результаты замеров и расчетов заносят в табл. 6.1 и 9.1.

Расход воздуха определяют по той же методике, что и в предыдущих работах. Давление вентилятора Н_В находят по сумме общих избыточных давлений на входе в вентилятор Н_Овх и на выходе из него Н_Овых без учета знаков согласно зависимости:

(9.1)

Если в данное уравнение подставить вместо общих давлений во входном и выходном отверстиях вентилятора общие давления в сечениях 10-10 и 11-11 вблизи вентилятора, то полученное значение давления вентилятора будет заниженным.

Давление, развиваемое вентилятором, можно также определить непосредственным измерением микроманометром с применением двух пневмометрических трубок. Для этого полное давление от пневматической трубки, установленной во всасывающем воздуховоде на входе в вентилятор (как показано на рис. 2.2), подсоединяют к штуцеру трубки микроманометра, а полное давление от пневматической трубки, установленной в нагнетательном воздуховоде на выходе из вентилятора, – к штуцеру чашки микроманометра. К замеренному таким способом давлению вентилятора следует прибавить потери давления и .

Мощность для привода вентилятора может быть рассчитана по формуле:

(9.2)

где N_в – мощность для привода вентилятора, кВт;

Q_В – расход воздуха, перемещаемый вентилятором, м³/с;

Н_В – давление вентилятора, кг/м²;

η_В – к.п.д. вентилятора.

Рис. 9.1. Характеристика вентилятора ЦАГИ № 3 (ГОСТ 659-41).

При подстановке в формулу 9.2 давления вентилятора в Па мощность для привода вентилятора будет выражаться следующей формулой:

(9.3)

При расчете мощности по формулам 9.2 и 9.3 к.п.д. вентилятора установки определяют по характеристикам подобным приведенной на рисунке 9.1.

Полученные отношения чисел оборотов, расходов, давлений и мощностей при двух различных числах оборотов необходимо сравнить с теоретическими зависимостями из законов пропорциональности. Для этого нужно сравнить отношение чисел оборотов (графа 8 табл. 9.1) с отношением расходов (графа 9), найти расхождения (в процентах) первого закона пропорциональности:

(9.4)

Далее возвести в квадрат отношение чисел оборотов и сравнить полученную величину с отношением давлений (графа 10), проверив второй закон пропорциональности:

(9.5)

После этого возвести в куб отношение чисел оборотов и сравнить с отношением мощностей (графа 11), определив расхождения третьего закона пропорциональности:

(9.6)

Действительное давление, развиваемое вентилятором, выражается формулой:

(9.7)

где ρ = 1,2 кг/м³ – плотность «стандартного» воздуха;

и – окружная скорость рабочего колеса вентилятора в м/с;

(Д_К – диаметр рабочего колеса вентилятора в м;

п – число оборотов вентилятора в минуту);

η_В – к.п.д. вентилятора (принимается из характеристик, как и при расчетах мощности по формулам 9.2 и 9.3;

φ – коэффициент закручивания лопаток (зависит от формы лопаток рабочего колеса вентилятора: у рабочих колес, лопатки которых загнуты вперед, φ = 1,1…1,35; при радиальных лопатках φ = 1,0; у вентиляторов низкого давления лопатки иногда загнуты назад и φ = 0,5…0,8; величина – называется коэффициентом полного давления вентилятора).

Испытание вентилятора с целью построения его характеристики, то есть определение зависимости давления вентилятора Н_В от расхода воздуха Q_В на установке (рис. 9.2), производят следующим образом.

Рис. 9.2. Схема установки для испытания вентилятора.

Пускают в ход вентилятор, замеряют число его оборотов n_i = const. Устанавливают задвижку в определенном положении и замеряют скорость и расход воздуха в сечении 1-1 по входному коллектору с учетом формулы 6.5. Замеряют статическое давление в сечениях 1-1 и 2-2 – до и после вентилятора Н_СТ1 и Н_СТ2.

Определяют давление вентилятора Н_В1 с учетом формулы 9.1:

где и – потери давления от сечения 1-1 до входного отверстия вентилятора и от выходного отверстия до сечения 2-2; подсчитываются по формулам:

(9.8)

(9.9)

где - коэффициент местных сопротивлений;

Н_МС - потери на местные сопротивления, Па;

Н_ПР – потери давления в прямых трубопроводах, Па;

R – потери давления на один метр длины трубопровода, Па/м.

В формулу 9.9 вместо подставляют табличное значение коэффициента местного сопротивления диффузора на выходе из вентилятора. Скорость υ₂ в сечении 2-2 может быть определена по найденному расходу воздуха из уравнения неразрывности воздушного потока.

По расходу воздуха Q_В1 и давлению Н_В1 находят на графике 9.3 точку 1. Изменив режим работы вентилятора задвижкой, повторяют замеры и рассчитывают расход Q_В2 и давление вентилятора Н_В2 при втором режиме. На графике находят точку 2.

Аналогично находят и остальные четыре точки графика. Соединяя эти точки плавной кривой, получают характеристику вентилятора при n_i = const.

Таблица 9.1. – Результаты замеров и расчетов по испытанию вентилятора

Тип вентилятора и номер вентилятора

Номер замера	Число оборотов вентилятора, n,мин-1	Среднее динамическое давление на входе Нср, кг/м2	Средняя скорость на входе Vср, м/с		Расход воздуха на входе QВ, м3/ч	Давление вентилятора НВ, Па	Мощность вентилятора NВ, кВт	Отношение большего к меньшему
								чисел оборотов	расходов	давлений	мощностей
1	2	3		4	5	6	7	8	9	10	11

Рис. 9.3. Построение характеристики вентилятора при его испытании.

Изменив число оборотов вентилятора, можно таким же образом построить вторую кривую характеристики вентилятора при n₂ = const.

Вопросы для самоконтроля знаний к

лабораторной работе №9

1. Как определяется давление, развиваемое вентилятором, замерами и по формулам?

2. Как определить мощность на валу вентилятора?

3. Как определить номер вентилятора?

4. Перечислите законы пропорциональности?

5. Соблюдаются ли законы пропорциональности в работе данного вентилятора по результатам замеров и чем можно объяснить отклонения от законов пропорциональности?

Лабораторная работа №10

Изучение и испытание

всасывающе-нагнетающего пневмотранспортера

Цель работы: Изучить назначение, условия эксплуатации, техническую характеристику и технологический процесс работы пневматического всасывающе-нагнетающего транспортера для зерна.

Оборудование рабочего места: Пневматический всасывающе-нагнетающий транспортер для зерна «Донат 1» Т 420, методические и учебные пособия, зерно.

Порядок выполнения работы: Изучить назначение, условия эксплуатации, техническую характеристику и технологический процесс пневматического всасывающе-нагнетающего транспортера для зерна. Изучить устройство и работу сборочных единиц. Опробовать транспортер в работе. Измерить скорость движения воздуха на выходе нагнетающего трубопровода и давление во всасывающем и напорном трубопроводах.