5.3. Определение расхода при докритическом истечении

(Pк > Pкр)

а) Теоретический расход воздуха, кг/с, через суживающееся сопло в этом режиме истечения соответствует обратимому процессу истечения 1-3 (см. рис.3,а) и определяется по формуле (6)

,

где P_К = P_1теор. При заполнении таблицы расчетных данных P_1теор берется таким же, как P_К вплоть до P_К = P_КР;

f₁ - площадь минимального сечения сопла, м², при его диаметре d₁=1,55 мм:

=1,885* ;

v_O - удельный объем воздуха, м³/кг, на входе в сопло:

;

P_o' – усредненное давление перед соплом:

берется как средняя арифметическая величина для упрощения расчетов v_o. Поскольку P_o' изменяется очень незначительно, можно принять P_o' и v_o постоянными для расчета теоретического расхода воздуха через сопло.

б) Опытный расход G_оп определяется по тарировочной таблице расходомерной диафрагмы G_оп=f(ΔН) как функция от перепада давлений на диафрагме.

Тарировочная таблица расходомерной диафрагмы приведена в приложении.

5.4. Определение расхода при критическом истечении (Pк ≤ Pкр)

а) Теоретический расход воздуха, кг/с, через сопло в этом режиме истечения соответствует процессу 1-3 (см. рис.2,б) и определяется по формуле

,

где ε_КР рассчитывается для соответствующего газа по формуле.

б) Определение действительного расхода воздуха через сопло при критическом истечении ведется по зависимости G = f(ΔН) (см. приложение). Поскольку в этом режиме ΔН=const, то и G_оп.кр = const.

5.5. Определение коэффициента расхода сопла

Коэффициент расхода сопла рассчитывается по формуле

.

Эта величина для газа всегда меньше 1.

6. Построение функциональных зависимостей

График зависимостей давления выходного сечения сопла и его теор. значения от давления за соплом

Р

P1

P1теор

ис.3. P₁ = f(P_к) и P_1теор = f(P_к)

Графики зависимостей расхода воздуха от давления за соплом

Р

Gтеор

Gоп

ис.4. G_оп = f(P_к) и G_теор = f(P_к).

График зависимости коэффициента расхода сопла от давления за соплом

Рис.5. μ=f(Рк)

7. Выводы по работе

В данной работе проводилось изучение процесса адиабатного истечения газа через суживающееся сопло при различных давлениях за сопловым каналом.

Анализ процесса истечения делается на базе полученных табличных и графических результатов:

1. область докритического истечения от Рк=100266,7 Па до

Рк= 61026,7Па при P_К > P_КР и ε > ε_КР =0,487

область критического истечения от Рк=51215,7 Па до Рк= 0 Па

при P_К ≤ P_КР и ε ≤ ε_КР

2. теоретическое давление в минимальном сечении сопла будет равно давлению за соплом P_1теор = P_к в режимах докритического истечения, когда P_к>P_кр, во всех режимах критического истечения P_к≤P_кр, теоретическое давление в минимальном сечении сопла остается неизменным и равным критическому давлению P_1теор=P_кр=P_o' ε_КР. , т.к. занимает определенное место перегородка.

Давления в минимальном сечении сопла P₁ и за соплом P_к рассчитываются по показаниям индикаторных приборов ΔP₂ и ΔP₃, исходя из того, что их размерность соответствует кГс/см²:

P₁ = P_О – ΔР₂·0,981·10⁵, Па,

P_К = P_О – ΔР₃·0,981·10⁵, Па.

в режимах докритического истечения ΔР₂= ΔР₂

В режимах критического истечения P_к≤P_кр теоретический и опытный расход воздуха G_теор и G_оп постоянны. G_оп=µ* G_теор. µ для газа всегда меньше 1. Является практически постоянной.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

1.Цель работы………………….......…………..…………………………...стр.2

2.Задание...………………………………………………………….............стр.2

3. Экспериментальная установка……………………………………….. стр.2

4. Журнал наблюдений......…................................................................. стр.4

5. Расчет процессов истечения.......………………………... …………..стр.5

5.1. Давления.....……………………......................................................стр.5

5.2. Анализ процесса истечения................................................. …….стр.5

5.3. Определение расхода при докритическом истечении ……..стр.6

5.4. Определение расхода при критическом истечении ……..... стр.6

5.5. Определение коэффициента расхода сопла ..……………..……стр.7

6. Построение функциональных зависимостей .....…………………..стр.7

7. Выводы по работе...….…………………....................................……стр.9

Содержание………………………………...................................…… .стр.10

Библиографический список ……………………………….................... стр.11