2.3 Порядок проведения опыта

Перед началом работы необходимо измерить давление лабораторным барометром и температуру окружающей среды термометром. При полностью закрытом вентиле 11 включить вакуумный насос. Затем плавно открыть вентиль 11 и установить разряжение за соплом =0,1 атм. Выключателем 6 подать питание на первичный и вторичный приборы дифманометра. После установления стационарного режима, который характеризуется постоянством давлений и , измерить действительный расход воздуха через диафрагму, считывая показания со вторичного прибора 5 дифманометра.

Рисунок 2.1 - Схема рабочего участка экспериментальной установки

Рисунок 2.2 - Принципиальная схема лабораторной установки

Перейти к опытам на других режимах. В каждом последующем опыте давление за соплом следует уменьшать вентилем 11 на 0,1 атм.

Результаты измерений записать в протокол испытаний (табл.2.1).

По окончании опыта выключить установку, отключив вакуумный насос и электропитание установки.

Таблица 2.1 - Протокол испытаний

Барометрическое давление = Температура на входе в рабочий участок =

Номер опыта	Разрежение, МПа				Перепад давления на расходомерной диафрагме , МПа
	на входе в сопло	на срезе сопла	За соплом

2.4. Обработка результатов измерений

Используя полученные данные, вычислить отношение давлений и построить зависимость действительного расхода воздуха от .

Проанализировать полученную экспериментальную зависимость, обратив внимание на то, что при уменьшении давления расход по­степенно возрастает и достигает максимума при .

Дальнейшее понижение давления не влияет на расход воздуха, ко­торый для всех последующих значений < остается постоянным. По графику определить критическое отношение давлений.

.

При отсутствии трения теоретическую скорость адиабатного истечения воздуха из сопла рассчитывают по (2.5). Полагая, что воздух по своим свойствам при параметрах опыта близок к идеальному тазу, разность энтальпий определяют по формуле:

,

где - изобарная теплоемкость воздуха, которую для данного интервала изменений температур можно принять постоянной и равной 1,006 Дж/(кг·К).

В этом случае уравнение (2.5) примет вид:

, (2.7)

где температуру на срезе сопла можно найти по известному соотношению между параметрами адиабатного процесса:

. (2.8)

Удельный объем воздуха на срезе сопла рассчитывают из уравне­ния состояния идеального газа:

, (2.9)

где - удельная газовая постоянная воздуха, Дж/(кг·К), =287,3.

При наличии трения часть перепада давления затрачивается на его преодоление, поэтому действительная скорость истечения определяется методом последовательных приближений совместным решением уравнений

, (2.10)

, (2.11)

Где - действительный удельный объем воздуха на выходе из сопла, м³/кг; - действительная температура воздуха, К; =1,77·10^-6 - площадь выходного сечения сопла, м².

Скорости истечения , рассчитанные по (2.10) и (2.11), должны быть одинаковыми. Поскольку температура не известна, ее задают в первом приближении на 2 - 3 К выше температуры, вычисленной по (2.8). Если полученные скорости не равны, то задаем новое значение и так до тех пор, пока не получится одинаковое значение по обеим формулам. Далее по найденным теоретическим и действительным значениям расхода и скорости определяем коэффициенты расхода и скорости по формулам:

; .

При расчете этих коэффициентов для режима, при котором < ,

необходимо учитывать, что при сверхкритических перепадах давления параметры на выходе из суживающегося сопла всегда равны критическим значениям:

; ; .

Вопросы для самоконтроля

1. Какие режимы истечения из сопла вам известны?

2. Почему истечение газа из сопла можно считать адиабатным?

3. Как определяется величина ?

4. Как определяется действительная скорость истечения?

5. Какие параметры влияют на значения и ?

Лабораторная работа № 3

Тема: Исследование процессов во влажном воздухе

Цель работы: исследовать состояние влажного воздуха и процессов, протекающих в сушильной камере.

Оборудование: сушильная установка, лабораторный термометр, переносной психрометр.