Приборы и оборудование

Особенности действия давления Р_ст и Р_дин в потоке воздуха обусловили специфику их замера. Для замера используют полые трубки, внутреннее пространство которых сообщается с воздушным потоком через специальные отверстия. Выходные плоскости этих отверстий располагаются либо параллельно направлению движения воздуха, либо перпендикулярно. Тогда плоскости отверстий, перпендикулярные потоку, будут воспринимать полное давление в точке их расположения (Р_п), а плоскости отверстий, параллельные потоку, – его статическое давление (Р_ст). Отводя это давление от трубки на измерительный прибор, можно замерить отдельно Р_п, Р_ст и их разность:

Р_п – Р_ст= Р_дин. (4)

Описанный принцип измерения давления используется при применении воздухомерных трубок (трубок Пито), которые присоединяются к микроманометру ЦАГИ.

Трубка (рис. 19) имеет центральное отверстие 1, которое, будучи расположено навстречу потоку, воспринимает полное давление, и щелевое отверстие 2 на боковой поверхности, воспринимающее статическое давление. Действующее на отверстие 1 и 2 давление Р_п и Р_ст передается через внутренние трубки 3 и 4 на выходные штуцера со знаками «+» и «–». Таким образом, если штуцер трубки со знаком «+» подсоединить к прибору, будет измерено полное давление, при подсоединении штуцера со знаком «–» – статическое давление, при подсоединении обоих штуцеров «+» и «–» – динамическое давление.

Рис. 19. Трубка Пито

Полное давление является алгебраической суммой статического и динамического давления. Поэтому во всасывающем воздухопроводе:

Р_п = Р_ст – Р_дин,

а в нагнетательном:

Р_п = Р_ст + Р_дин, (5)

Микроманометр ЦАГИ (рис. 20) состоит из цилиндрического резервуара 1, свободно поворачивающегося внутри обоймы 2. Обойма прикреплена к чугунной подставке, снабженной установочными винтами. К резервуару с помощью обоймы 3 прикреплена стеклянная трубка 4 с делениями. Трубка 4 одним концом соединена с резервуаром, а другим – с изогнутой металлической трубкой 5, припаянной к резервуару и снабженной штуцером 6. Такой же штуцер 7 имеется на резервуаре. Жидкость в резервуаре и в трубке располагается на одном уровне по закону сообщающихся сосудов. Стеклянная трубка может быть установлена под различным углом и закреплена на сегменте 8. Отверстия на сегменте градуированы и соответствуют одному из следующих коэффициентов наклона: 0,125; 0,25; 0,5.

Рис. 20. Микроманометр типа ЦАГИ

Ход выполнения работы

Измерение давлений проводится следующим образом:

1. Заполняют прибор спиртом до тех пор, пока в стеклянной трубке он не поднимется на 5–10 мм.

2. При помощи винтов и уровня устанавливают прибор горизонтально.

3. Устанавливают стеклянную трубку на выбранный наклон.

4. Записывают начальный (нулевой) отсчет при отключенном микроманометре.

5. Присоединяют штуцер (или оба штуцера) микроманометра к воздухомерной трубке с помощью резиновой трубки.

6. Вставляют воздухомерную трубку в вентиляционную трубу так, чтобы сферическая головка была направлена навстречу потоку воздуха и находилась посредине трубы.

7. Включают вентилятор и записывают отсчет, то есть деление шкалы, на которое переместился мениск спирта. Если мениск сильно колеблется, следует взять отсчет в среднем положении, крайние показания при этом не учитываются.

8. Из полученного отсчета вычитают начальный и полученную разницу пересчитывают на мм вертикального столба по формуле:

Р = FК_прК_трК_сI_нс , (6)

где F – коэффициент наклона стеклянной трубки (0,125; 0,25; 0,5);

К_пр – поправочный коэффициент микроманометра ЦАГИ (0,98);

К_тр – поправочный коэффициент воздухомерной трубки (1,03);

К_с – коэффициент, учитывающий изменения плотности спирта при изменении температуры (0,8);

I_нс – длина наклонного столика спирта в измерительной трубке, полученная по разности отсчетов, мм.

Задание 1. Замерить полное давление Р_п, которое развивает всасывающий вентилятор в вентиляционной трубе.

Штуцер воздухомерной трубки со знаком «+» соединяют со штуцером 7 резервуара микроманометра и выполняют замер по вышеизложенной методике.

Полученные результаты заносят в таблицу.

Задание 2. Замерить статическое, давление Р_ст в вентиляционной трубе.

Для этого штуцер воздухомерной трубки со знаком «–» соединяют со штуцером 7 резервуара микроманометра.

Ход выполнения работы прежний.

Результаты заносятся в таблицу.

Задание 3. Замерить динамическое давление Р_дин в вентиляционной трубе.

Пользуясь прежней методикой, штуцер воздухомерной трубки о знаком «+» соединяют со штуцером резервуара микроманометра, а штуцер со знаком «–» – со штуцером стеклянной трубки.

Результаты заносят в таблицу (см. табл. 5).

Таблица 5

Виды давлений	Начальный отсчет	Конечный отсчет	Разность	Окончательный результат мм вод. ст.
Рп
Рст
Рдин

Учитывая, что вентилятор работает на всасывание, полное давление можно определить также расчетом:

Р_п = Р_ст – Р_дин (7)

Подставьте окончательные результаты в формулы и определите, насколько совпадает расчетное значение и значение, полученное путем замера.