3.3.3. Опыт с термическим анемометром.
1. Собрать установку согласно рис. 4.12.
Рис. 4.12. Установка для проведения опыта с термическим анемометром.
1– блок питания, 2 – задающее устройство, 3 – вентилятор, 4 – термический анемометр, 5 – индикатор измеряемой величины.
2. Тумблерный переключатель вентилятора должен быть установлен в левое положение.
3. Тумблерный переключатель в задающем устройстве должен быть установлен в положении (–10…+10) В (задается на компьютере через приложение CASSY Lab).
4. С помощью задающего устройства задать напряжение вентилятору согласно таблице 4.4.
5. Записать таблицу 4.4 данные диагонального напряжения в измерительном мостике без линеаризирующей схемы и вместе с ней.
Таблица 4.4.
U, В |
v, м/с |
Uдиагон, В |
Uлин, В |
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
|
7 |
|
|
|
8 |
|
|
|
9 |
|
|
|
10 |
|
|
|
3.4. Обработка результатов эксперимента.
1. Экспериментальные результаты представить в виде таблиц 4.1 – 4.4.
2. Рассчитать скорость потока газа по уравнению: Q = 2,346 * v – 0,84
3. Построить график зависимости скорости потока газа от расхода.
4. а) Изобразить диаграмму в опыте 2а таким образом, чтобы характер изменения давления воспроизводится с правильным расположением, т.е. поднимаясь снизу вверх.
б) Изобразить для каждой точки измерения Рстат посредством соответствующих стрелок.
в) Изобразить динамический напор ΔР.
г) Отметить диапазоны скорости потока vmax и vmin, а также v = 0.
д) Изобразить остаточную потерю давления.
5. Рассчитать коэффициент расхода трубки Вентури α.
6. Построить графики зависимости линейного и диагонального напряжения от скорости потока.
7. Сделать выводы по работе.
IV. Требования к отчету по работе.
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
Название лабораторной работы;
Цель работы;
Конспект теоретического введения;
Схемы анемометров и экспериментальной установки;
Порядок выполнения лабораторной работы;
Таблицы измерений и вычислений;
Выводы по работе.
V. Контрольные вопросы.
Вопросы для допуска к работе:
1. Сформулируйте цель работы.
2. Опишите экспериментальную установку и порядок выполнения работы.
3. Принцип действия и конструкция анемометров.
4. Какие законы применяются для описания поведения жидкостей и газов в сужениях поперечного сечения, пояснить, как они используются в данной работе.
5. Принцип работы электронного расходомера.
6. Для чего используется пятипредельный наклонный манометр и дифференциальный манометр?
Вопросы для защиты.
1. Опишите формирование проточно-пропорциональных импульсов крыльчатого анемометра.
2. Что понимают под дросселированием?
3. Опишите формирование динамического напора в дроссельном устройстве.
4. Какие преимущества трубка Вентури имеет перед другими дроссельными устройствами.
5. Почему при измерении расхода газов при помощи дроссельных устройств (например, трубки Вентури) нужно на практике помещать дифференциальный манометр над дроссельным устройством?
6. Опишите принцип измерения термического анемометра.
7. Какие величины влияют на отведение тепла от поточного (струйного) элемента?
8. Как компенсируются колебания температуры среды, в которой проводятся измерения?
9. Какие преимущества предлагает термоанемометр постоянной температуры.
10. Обоснуйте, почему ток нагрева нагревательного сопротивления RH представляет собой меру для определения скорости протекания.
11. Разъясните подробно формирование характера изменения давления в трубке Вентури.
12. Укажите причину остаточной потери давления.
Лабораторная работа № 5.
УСТРОЙСТВО И РАБОТА ВАКУУМНОЙ СИСТЕМЫ
I. Цели работы.
1. Ознакомиться с устройством и освоить приёмы работы при эксплуатации вакуумной системы.
2. Определить производительность откачивания насоса.
3. Овладеть навыками измерения вакуума, приёмами поиска мест и причин натекания.
II. Теоретическое введение.
2.1. Физика вакуума.
2.1.1. Основные термины и определения.
Разреженным состоянием или вакуумом называется состояние газа при давлениях ниже атмосферного. Степень вакуума может характеризоваться средней длиной свободного пробега молекул. Длиной свободного пробега называется путь, проходимый молекулой от одного столкновения до следующего. Вследствие хаотичности молекулярного движения величина свободных пробегов постоянно меняется. Неизменным при данных условиях остается лишь их среднее значение, называемое средней длиной свободного пробега. При постоянной температуре (T = const) по мере разрежения газа, т.е. уменьшения его давления, средняя длина свободного пробега возрастает так, что λ·P = const.
Рис. 5.1. Изменение длины свободного пробега в сосуде при различных давлениях газа.
Количественной характеристикой вакуума служит абсолютное давление (разница между атмосферным и вакуумным). Вакуум бывает: низкий; средний; высокий; сверхвысокий.
Низкий вакуум характеризуется давлением газа, при котором средняя длина пробега молекул значительно меньше характерного линейного размера сосуда. Эта область давлений от 105 до 102 Па.
Средний вакуум отвечает области давлений от 102 до 0,1 Па, при котором средняя длина пробега молекул приближенно равна характерному линейному размеру сосуда.
При высоком вакууме средняя длина пробега молекул значительно больше характерного линейного размера сосуда (область давлений от 0,1 до 10-5 Па).
Сверхвысокий вакуум – это состояние газа при давлении ниже 10-5 Па.