Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1681

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
1.56 Mб
Скачать

4.Расчетные формулы и расчеты.

1.Атмосферное давление, Па, находится с учетом температурного расширения столбика ртути барометра по формуле

С

 

рАТМ

 

 

В 102

 

 

 

1 1,815 10 4

tОКР .

 

 

 

 

 

2.

Перевод показаний образцовых манометров рМ, р, р' и рв

абсолютные значен я давлений, Па, по формуле

из

 

 

 

 

 

 

p

рАТМ

pМj рАТМ g pMj 104,

где g = 9,81 м/с

2

− ускорение сво одного падения; рмj − показания од-

ного

четырех манометров из та л. 3.1.

 

 

3.

б

 

 

Перепад давлен я воздуха на диафрагме, Па,

 

 

 

 

 

p g H,

 

 

где

ρ = 1000 кг/м3 – плотность воды в

U-образном вакуумметре;

 

 

 

 

 

А

Н – показан е д фманометра, переведенное в м вод.ст.

4.

Плотность воздуха, кг/м3, по состоянию перед диафрагмой:

 

 

 

 

 

B

 

 

р

,

 

 

 

 

 

 

 

R t 273

 

где R = 287 Дж/(кг·К) – газовая постоянная воздуха.

5.

Действительный расход воздуха, кг/с, через диафрагму (следова-

тельно, через сопло):

 

 

 

 

 

G

5

Д 2,745Д10 B p.

7.Значения энтальпий, кДж/кг, воздуха h1 Ииh2 в сечениях на входе

ина выходе из сопла определяются по общему уравнению:

hj cP tj ,

где сР = 1,006 кДж/(кг·К) – теплоемкость воздуха при постоянном давлении, которая может быть принята не зависящей от температуры;

31

tj – температура в рассматриваемом сечении, ОС; j – индекс рассматриваемого сечения.

8. Теоретическое значение температуры в выходном сечении сопла находится из условия адиабатного процесса истечения по формуле

 

p2

 

k 1

k 1

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T1

k

,

О

p

 

T2 T1

 

 

 

 

К, , а t2 = T2 − 273, С,

 

1

 

 

 

 

 

 

 

где β – значен е отношения давлений. Величину β принимают по данным табл цы результатов расчета (табл. 3.2) для конкретного

 

опыта, когда реж м

стечения докритический, т.е. β > βКР; для всех

Состальных опытов, когда режим истечения критический или закрити-

,

β пр н мается равной

βКР (независимо от данных табл.

 

3.2) и

наход тся

в

зависимости

от

 

показателя

адиабаты

(для

 

воздуха k = 1,4).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Действ тельный процесс истечения сопровождается увеличени-

 

ческий

t2Д

(рис. 3.4). Действительная скорость

 

ем энтроп

 

температуры

 

истечен я, м/с, при этом также уменьшается и может быть найдена по

 

уравнению

бА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w2 Д

44,72

h1

h2

Д

44,72

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Результаты расчетов должны быть продублированы в форме

 

сводной табл. 3.2.

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По результатам расчетов построить в соответствующем масштабе

 

график зависимости расхода газа от отношения давлений.

Таблица 3.2

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты расчетов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обоз-

Еди-

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номера опытов

 

 

 

 

 

 

 

Измеряемая вели-

 

на-

 

ни-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чина

 

 

 

че-

 

ца

 

1

2

3

 

4

 

5

 

6

 

 

7

8

9

 

10

11

 

 

 

 

 

 

 

ние

 

изм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

3

 

4

5

6

 

7

 

8

 

9

 

 

10

11

12

 

13

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Давление

 

р

 

Па

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

перед диафрагмой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Давление

 

р1

 

Па

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

перед соплом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Давление

 

р2'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в выходном

 

сече-

 

 

Па

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нии сопла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

Окончание табл. 3.2

 

 

1

2

3

 

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Давление

р2

Па

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

за соплом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Отноше-

β

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ние дав-лений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Перепад

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

давления

на д а-

Па

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фрагме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Плот-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Действи

кг/м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ность воздуха пе-

ρ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ред диафрагмой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тельный

расход

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

воздуха (с точно-

G

кг/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стью до трех зна-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чащих ц фр)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

Теорети-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ческая температу-

Т2

К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ра в выходном се-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чении сопла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

Дейст-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вительная

темпе-

Т2Д

К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ратура в выходном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сечении сопла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.

Теоре-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тическая скоростьбАw2 м/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

истечения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Дейст-

w2Д

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

вительная ско-

м/с

 

 

 

 

 

 

 

 

рость истечения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

13.

Коэф-

ζС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фициент

потери

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

энергии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.

Коэф-

φС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фициент

потери

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

скорости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.

Коэф-

ηК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фициент полезного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

действия канала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте цель лабораторной работы и поясните, как достигается поставленная цель?

2. Назовите основные узлы экспериментальной установки и укажи-

те их назначение.

С6. Как зменяется скорость истечения через суживающееся сопло изменен β от 1 до 0 (покажите качественное изменение на гра-

3. Дайте определение процессов истечения и дросселирования.

4. Напишите уравнение первого закона термодинамики примени-

тельно к процессу стечения.

5. Нап ш те уравнение первого закона термодинамики примени-

тельно к процессу дросселирования.

фике расхода)?

7. Чем объясняется проявление критического режима при истече-

нии?

 

 

 

при

8. В чем разл ч

теоретического и действительного процессов ис-

течения?

 

 

9.

Как

 

теоретический и действительный процессы

истечения в координатах h-s?

10.

 

изображается

Почему отличаются теоретическая и действительная темпера-

туры воздуха на выходе из сопла при истечении?

11.

На каком основании процесс дросселирования используется

при измерении расхода воздуха?

12.

 

 

А

Как может изменяться температура воздуха в процессе дроссе-

лирования?

 

13.

От чего зависят величины коэффициентов: потери скорости φС,

 

 

 

Д

потери энергии ζ и полезного действия канала η ? 14.Какие каналыС называются соплами? ИК

15. От каких параметров зависят расход и скорость газа при истечении через сопло?

16. Почему температуры воздуха перед диафрагмой и перед соплом равны?

17. Как изменяются энтальпия и энтропия потока газа при прохождении через диафрагму?

34

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]