Лабораторное занятие №7 экспериментальное определение коэффициента местного сопротивления
Цель работы: – ознакомить с методикой определения коэффициента местного сопротивления и техникой эксперимента.
Работа выполняется на аэродинамической трубе с местным сопротивлением.
Величина потери напора при протекании воздуха через местное сопротивление, например при повороте выработки под прямым углом, определяется из выражения
(7.1)
где hоб – суммарная величина потерь напора на местные сопротивления вследствие поворота выработки и трения о стенки выработки;
hтр – величина потери напора на трение воздуха о стенки выработки;
Δhск – разность скоростных напоров при наличии разных скоростей в замерных сечениях.
Известно также, что
(7.2)
где ξ – коэффициент местного сопротивления, в нашем случае поворот;
v – средняя скорость потока в выработке, м/с;
g – ускорение силы тяжести, м/с2;
откуда находим:
(7.3)
Следовательно, чтобы определить ξ, необходимо опытным путем найти hм, v и γ.
Величина потери напора на трение вычисляется по формуле:
(7.4)
причем величины Р, L, S и Q измеряются в каждом опыте. Коэффициент α определяется экспериментальным путем или принимается по справочникам. (В данном случае он может быть принят по результатам лабораторной работы №6.)
Для определения величины местного сопротивления измеряем величину потери напора hоб, располагая статические трубки с обеих сторон местного сопротивления.
Схема соединений и расстановки приборов для определения коэффициента местного сопротивления на экспериментальном участке представлена на рисуноке 7.1.
При выборе места установки статических трубок рекомендуется руководствоваться следующими положениями: первая (по направлению движения потока) статическая трубка должна устанавливаться в таком сечении, чтобы расстояние от него до местного препятствия было равно 5—6d с непременным наличием прямолинейного начального участка длиной 15d перед этой статической трубкой с такой же крепью, как на замерном участке; вторая трубка устанавливается за местным сопротивлением на расстоянии 12—15d.
Рисунок 7.1 – Схема соединений и расстановки приборов для определения коэффициента местного сопротивления на экспериментальном участке.
Способ измерения депрессии, скоростного напора и других элементов описан в лабораторных работах №5 и №6.
Определив все величины, входящие в формулу (7.3) для подсчета коэффициента местного сопротивления ξ, вычисляем его значение.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое коэффициент местного сопротивления ξ ?
2. Физический смысл коэффициента местного сопротивления ξ.
3. Размерность коэффициента местного сопротивления ξ.
4. Методика определения коэффициента местного сопротивления ξ.
5. От каких факторов зависит величина?
6. Напишите уравнение по которому можно рассчитать коэффициента местного сопротивления ξ.
7. Какие величины необходимо определить для расчета коэффициента аэродинамического сопротивления α?
8. Напишите уравнение для определения потерь давления в местном сопротивлении.
9. В каком случае в одинаковых воздуховодах коэффициент местного сопротивления ξ больше: при слиянии или разделении потоков?
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ушаков К.З., Бурчаков А.С., Аэрология горных предприятий. – М.: Недра, 1987.– 421с.
2. Абрамов Ф.А., Бойко В.А., Лабораторный практикум по рудничной вентиляции. – М.: Недра, 1966.– 160с.
3. Рудничная вентиляция: Справочник / Н.Ф. Гращенков, А.Э. Петросян, М.А. Фролов и др.; Под ред. К.З. Ушакова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1988. – 440с.
4. Правила безпеки у вугільних шахтах: НПАОП 10.0-1.01.08. – Київ: Відлуння, 2008. – 398с.