2.7. Тарування п’ятиканального зонда

(лабораторна робота №6)

На рис.2.8 показаний приклад виконання п'ятиканального пневмометрічного зонда Г-образного типу, який застосовується для вимірювань просторової течії нестискуваної рідини в діапазоні швидкостей від М 0,05 до 0,5.

Рисунок 2.8

Рисунок 2.9

Рисунок 2.10

Рисунок 2.11

Щоб визначити величину і напрям швидкості, а також статичний тиск і тиск гальмування в деякій точці тривимірної течії, наприклад, в поперечному перетині проточної частини осьової турбомашини, зонд виставляють віссю державки ( Ø 10 мм) уздовж радіусу за допомогою спеціального координатного пристрою.

Координатний пристрій дозволяє зафіксувати приймальну частину зонда - пневмонасадок (рис.2.9) на необхідному видаленні від осі турбомашини і орієнтувати його, обертанням навколо осі r, рис 2.10. розкладання вектора швидкості на складові і позначення кутів показані на рис. 2.11.

В ході експерименту пневмонасадком безпосередньо вимірюються чотири величини:

- тиск (тиск у приймальному отворі 2) близький до тиску загальмованого потоку (рис. 2.9)

- тиск (тиск у приймальних отворах 1 або 3), що використовується для визначення статичного тиску;

- перепад тиску між тисками в отворах 4 і 5. (використовується для визначення кута γ);

- кут орієнтації пневмонасадка, визначається при рівності тиску в отворах 1 і 3.

Схема підключення бочкових і U образних рідинних манометрів до зонда при таруванні показана на рис. 2.12

Рисунок 2.12

Для переходу від зміряних до істинних значень тиску Р і кутів використовуються дані тарування зонда в стаціонарному потоці з відомими: напрямом потоку (по осі тарувального сопла), абсолютними статичним Р_е=В і повним тисками.

Тарувальні характеристики зонда представляються у вигляді безрозмірних коефіцієнтів і кутової поправки , які залежать від аргументу − кута .

Підготовка до тарування полягає в наступному:

1. Тарувальний пристрій 3 (рис.2.12) закріплюється на вихідній частині сопла 2 так, щоб площина лімба 4 була горизонтальна.

2. На тарувальному пристрої закріплюється координатний пристрій 6 з умовою горизонтальності базових площин 9, а також паралелі ніжки 13 зрізу сопла, коли кут = 0º.

3. Зонд 5 з пронумерованими штуцерами (номер штуцера співпадає з номером приймального отвору зонда, рис. 2.9) підключається гнучкими трубками до рідинних манометрів.

4. Зонд закріплюється в координатному пристрою так, щоб приймальні отвори насадка розташовувалися приблизно на осі обертання лімба 4, стрілка 12 лімба 7 указувала на нуль, а площина колодки 6, припаяної, до державки зонда, була виставлена горизонтально.

5. На сопло подається повітря. Після прогріву установки встановлюється стаціонарний температурний режим. Потім тарований насадок тимчасово відводиться за допомогою координатного пристрою 6 від осі сопла на 30 мм, а еталонною трубкою повного тиску робиться вимірювання в центрі струменя. Те ж саме робиться через кожні 5 - 10 хвилин для контролю. При співпаданні тиска заміряного еталонною трубкою повного тиску і тиску в розширювальному баці можна для контролю використовувати останній тиск.

Послідовність дій при таруванні:

1. На лімбі 4 встановити чергове значення .

2. Зонд за допомогою координатного пристрою повертати навколо своєї осі до тих пір, поки не порівняються рівні 1 та 3 в трубках U - образного манометра.

3. Записати показники всіх манометрів і показання по лімбу 7 в таблицю 2.7.

4. Розраховувати тарувальні коефіцієнти і записати до таблиці 2.7.

5. Побудувати графіки залежності тарувальних коефіцієнтів від кута : , , .

Таблиця 2.7

-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40

Розрахунок тарувальних коефіцієнтів:

Для цього лабораторного стенду, надмірний (манометричний) тиск на відстані від вихідного перетину сопла, на якій встановлено зонд дорівнює нулю. Тому коефіцієнти можна записати у наступному вигляді:

1. кутовий коефіцієнт

2. динамічний коефіцієнт

3. коефіцієнт тиску гальмування

2.8 Зміст звіту

1. Схема установки.

2. Стислий опис установки.

3. Вимірювані дані та розрахункові величини (зведені до таблиць).

4. Графіки залежності вимірюваних даних та розрахункових величин зондів, що таруються.

5. Висновки що до результатів лабораторної роботи.

Контрольні запитання

1. Які існують методи вимірювання швидкості потоку?

2. Принцип заміру швидкості пневмометричним методом.

3. Класифікація пневмометричних зондів.

4. Конструкція пневмометричних зондів.

5. Вимоги до пневмометричних зондів.

6. Чому необхідно тарувати пневмометричні зонди?

7. Особливості тарування різних пневмометричних зондів.

Лабораторна робота №7