Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Вентиляция. Часть 1. Учебно-методическое пособие для студентов направления подготовки 08.03.01 «Строительство», профиль «Теплогазоснабжение и вентиляц
.pdf
72
№
п/п
Наименование величин
Ед. изм.
Обозна-
чение
Точки измерения
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Статическое давление
Па
Р
ст
2 Полное давление
Па
Р
п
3 Динамическое давление
Па
Р
д
4 Мгновенная скорость
м/с
v
4.Определить динамическое давление как разность полного и статического
давлений.
5. Определить скорости в данных точках по формуле (6.1).
6. Построить эпюры давлений и скорости.
Все измерения заносятся в таблицу 6.1.
Таблица 6.1 – Результаты измерений и расчетов
Контрольные вопросы
1. Виды давлений при движении воздуха в воздуховоде.
2. Режимы движения воздуха.
3. Как определяется режим движения воздуха в воздуховоде.
4. Как определяется средняя скорость в сечении воздуховода.
5. Что называется динамическим давлением
6. Что называется статическим давлением
7. Как определяется полное давление воздуха.
8. Как определяется мгновенная скорость.
73
7 Определение расхода воздуха в воздуховоде круглого сечения
Цель работы: Определение расхода воздуха в открытом конце воздуховода и в
сечении воздуховода.
Количество вещества, проходящее в единицу времени через некоторое
сечение, называется расходом вещества, а измеряющие его приборы называются
расходомерами.
Для определения расхода воздуха наибольшее распространение получил
скоростной метод измерения. В основу этого метода положено измерение средней
скорости потока, которая связана с расходом известной зависимостью:
ср (7.1)
где vср – средняя скорость потока, м/с;
F – площадь поперечного сечения потока, м2.
Массовый расход воздуха G, кг/с, определяется из выражения:
(7.2)
где – плотность воздуха, кг/м3;
L – объемный расход воздуха, м3/с.
Плотность воздуха определяется по формуле:
б
(7.3)
где Т – температура воздуха, К;
Р
– барометрическое давление, кПа.
б
Для определения расхода воздуха, проходящего по воздуховоду, необходимо
знать среднюю скорость его движения.
Для определения скорости воздуха в открытом сечении воздуховода
используется чашечный анемометр.
Для определения скорости движения воздуха в воздуховоде измеряют
динамическое давление и по формуле (6.1) определяют скорость.
74
r
1
r
2
r3 r
4
r
5
Центры равновеликих
колец
R
Равновеликие кольца
Методика определения средней скорости в воздуховодах круглого сечения
следующая (рис. 7.1). Сечение воздуховода делится на ряд равновеликих площадок,
имеющих форму колец и круга в центре. Число колец в зависимости от диаметра
воздуховода рекомендуется принимать при диаметре: до 200 мм – m = 3 кольца;
до 400 мм – m = 4 кольца;
до 700 мм – m = 5 колец;
более 700 мм – m = 6 колец.
Рисунок 7.1 - Разбивка воздуховода круглого сечения на равновеликие
площадки
Расстояния rn от центра воздуховода до точек, в которых производятся
измерения динамического давления Рд (для каждого равновеликого кольца),
определяются по выражению
(7.4)
где R – радиус воздуховода, мм;
n – порядковый от оси воздуховода номер кольца, на площади которого
определяется скорость движения воздуха. При этом следует иметь в виду, что
центральный круг имеет порядковый номер n= 1.
Динамическое давление Рд, Па, измеряют для каждого равновеликого кольца в
точках, лежащих на двух взаимно перпендикулярных диаметрах.
Порядок проведения работы
1. Определяют температуру t и барометрическое давление Рб воздуха.
75
№
измерени
я
F, м2 t, С
Р
б
, Па
Показания анемометра
vср,
м/с
L, м3/с
, кг/м
3
G, кг/с
n1 n2
m , с
v,
м/с
1
2
3
4
5
№
измерения
F, м2 t, С
Рб, Па
,
кг/м3
Рд, Па
vi, м/с
vср,
м/с
L,
м3/с
G,
кг/с
1
2
3
2. Измеряют сечение воздуховода и открытого проема F.
3. Определяют радиусы равновеликих колец.
4. В нужном сечении воздуховода устанавливается пневмометрическая трубка,
присоединённая к микроманометру, которым измеряют динамическое
давление Рд.
В открытом проеме устанавливается анемометр и производится измерение
скорости. Измерения проводятся 3-5 раз.
4. Определяют скорости потока:
а) в сечении воздуховода – по формуле (6.1);
б) в открытом проёме – по графику анемометра.
5. Вычисляют средние скорости в воздуховоде и открытом проёме.
6. Определяют объёмные и массовые расходы воздуха.
Данные измерений расходов воздуха в открытом проёме заносят в таблицу 7.1,
в сечении воздуховода – в таблицу 7.2.
Таблица 7.1 – Результаты измерений и расчетов в открытом проёме
Таблица 7.2 – Результаты измерений и расчетов в воздуховоде
76
Контрольные вопросы
1. Виды давлений при движении воздуха в воздуховоде.
2. Режимы движения воздуха.
3. Как определяется режим движения воздуха в воздуховоде.
4. Как определяется средняя скорость в сечении воздуховода.
5. Что называется расходом воздуха в сечении воздуховода.
6. Методика определения расхода воздуха.
7. Приборы для измерения скорости воздуха.
77
8 Определение удельной потери давления в воздуховоде
Цель работы: Определение удельной потери давления опытным путём для
круглого стального воздуховода при различных скоростях движения воздуха и
сравнение полученных данных с табличными.
Потери давления на трение возникают по всей длине воздуховода и при
данных геометрических размерах и расходе зависят от режима течения и состояния
поверхности трения. Потери давления на трение в воздуховоде круглого сечения
можно определить по формуле
тр
, (8.1)
д
где Ртр – потери давления на трение, Па;
– коэффициент сопротивления трения;
l – длина воздуховода, м;
d – диаметр воздуховода, м;
Р
– динамическое давление потока, Па.
д
Для точного расчета потерь давления на трение необходимо правильно
определять сложный по своей природе коэффициент сопротивления трения , в
общем случае зависящий от состояния стенок (относительной шероховатости k/d) и
режима течения, определяемого величиной критерия Рейнольдса Re.
Коэффициент трения является переменной величиной и при ламинарном
режиме движения воздуха зависит от числа Re. При турбулентном режиме
движения, кроме числа Re, коэффициент трения зависит также и от коэффициента
относительной шероховатости k/d. При турбулентном режиме один и тот же
воздуховод при данной его шероховатости, характеризуемой отношением k/d, в
зависимости от числа Re может быть гидравлически гладким или гидравлически
шероховатым. Переходным критерием является величина 67,5(k/d). Воздуховод
считается гидравлически гладким при Re<67,5(k/d) и в этом случае коэффициент
сопротивления трения вычисляется по формуле Блазиуса
(8.2)
78
l
Участок А
II
II I I
При Re>67,5(k/d) воздуховоды считаются гидравлически шероховатыми и
находится по формуле Шифринсона
Порядок выполнения работы
Работа выполняется на участке А всасывающего воздуховода лабораторной
установки, представленной на рисунке 8.1.
(8.3)
Рисунок 8.1 - Схема установки для определения удельной потери давления
На участке А расположены два штуцера для установки в воздуховод
пневмометрических трубок. При движении воздуха по воздуховоду в направлении,
указанном стрелкой, вследствие потерь давления на трение полное давление в
сечении II будет меньше полного давления в сечении I на величину потерь на трение
Р.
Следовательно,
. (8.4)
Потеря давления Р, отнесённая к 1 погонному метру длины воздуховода,
будет искомой величиной удельного сопротивления трению R. Таким образом,
измерив при помощи пневмометрических трубок и микроманометра величину
полного давления в сечениях I и II, можно определить удельную потерю давления R
как частное от деления разности полных давлений на длину воздуховода между
сечениями I и II:
(8.5)
79
№
Опыта
Размеры воздуховодов
l, м
,
Па
,
Па
,
Па
R,
Па/м
v,
м/с
L,
м3/с
Re
λ
Rт,
Па/м
d, м
F, м
2
1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11
12
13 1
2
…
В работе величину R определяют для 45 значений расхода воздуха. Расход
воздуха изменяется при помощи шибера. Для нахождения расхода воздуха в одном
из сечений измеряется также и динамическое давление, по величине которого
подсчитывается скорость движения воздуха по воздуховоду:
ср
д
, (8.6)
где vср – скорость движения воздуха, м/с;
– плотность воздуха при температуре помещения, кг/м3;
Р
– динамическое давление, Па.
д
Данные измерений и результаты расчетов заносят в таблицу 8.1.
Таблица 8.1 – Результаты измерений и расчетов по определению удельной
потери давления на трение
По полученным результатам выполнить следующее:
1. Сравнить полученную из опытов величину R с теоретической Rт (по
справочным данным).
2. Определить режим движения воздуха в воздуховоде.
3. Построить график зависимости R = f(L).
1. Виды потерь давления в воздуховодах.
2. От каких параметров зависят потери давления на трение.
3. Как определяется режим движения воздуха в воздуховоде.
4. От чего зависит коэффициент сопротивления трения при ламинарном
режиме движения.
Контрольные вопросы
80
5. От чего зависит коэффициент сопротивления трения при турбулентном
режиме движения.
6. Что такое относительная шероховатость.
7. Приборы для определения удельной потери давления.
81
9 Определение коэффициента местного сопротивления тройника
Цель работы: определение коэффициента местного сопротивления тройника и
сравнение полученных данных с табличными.
Местные сопротивления вызываются фасонными частями, арматурой и
другими локальными элементами вентиляционных установок, в которых происходит
изменение величины или направления скорости движения воздуха. Примерами
местных сопротивлений могут служить расширение или сужение потока (диффузор,
конфузор), поворот потока (отводы), слияние и разделение потоков (тройники,
крестовины) и др.
В воздуховодах вентиляционных и пневмотранспортных установок потери на
преодоление местных сопротивлений обычно значительно больше потерь давления
на трение.
Потери давления на преодоление какого-либо местного сопротивления
принято оценивать в долях динамического давления и определять их по формуле
Вейсбаха
, (9.1)
где Рм – потери давления в местном сопротивлении, Па;
– коэффициент местного сопротивления;
Р
– динамическое давление, Па.
д
Коэффициенты местных сопротивлений находят, как правило, опытным путём;
таблицы значений этих коэффициентов содержатся во всех справочниках. Для
некоторых практически важных случаев значения коэффициентов местных
сопротивлений удалось получить также теоретическим путём.
Иногда местные потери давления выражают в виде эквивалентной длины lэ
прямого участка воздуховода, сопротивление трения которого по величине равно
рассматриваемым местным потерям давления, т.е. из условия
э
д
; (9.2)
д
или
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]