Лабораторные ТОТ / Лабораторные / 9

Московский Энергетический Институт

(технический университет)

Кафедра

Лаборатория

Лабораторная работа №9

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА АДИАБАТНОГО ИСТЕЧЕНИЯ ВОЗДУХА ЧЕРЕЗ СУЖИВАЮЩЕЕСЯ СОПЛО

Группа:
Студент:
Преподаватель:
К работе допущен:
Дата выполнения:
Работу сделал:
Работу сдал:

МОСКВА 2004

Назначение работы

Задачей работы является практическое усвоение раздела курса термодинамики, связанного с процессами течения газов.

Описание экспериментальной установки

Принципиальная схема экспериментальной установки для исследования процессов течения воздуха через суживающееся сопло представлена на рис. 1.

Как видно из рис.1, воздух в установку поступает из помещения лаборатории и проходит последовательно через расходомер 1, суживающееся сопло 2, регулировочный вентиль 3 и вакуумным насосом 4 выбрасывается за пределы лаборатории.

Для измерения давления воздуха р₂ на выходе из сопла и давления среды р_ср, в которую поступает воздух, используются сильфонные манометры абсолютного давления 7 типа МАС-Э1 ( с верхним пределом измерения 760 мм ртутного столба), которые давление преобразуют в электрический сигнал. Электрические сигналы подаются соответственно на усилители 6 типа УП-20, генерирующие постоянный ток, пропорциональный величине измеряемого давления. Цифровые вольтметры 5 типа Ф-203, подключенные к внешней цепи усилителей, измеряют падение напряжения на электрических сопротивлениях, которые подобраны так, что цифровые вольтметры 5 показывают абсолютное давление в мм ртутного столба.

Необходимое значение абсолютного давления среды р_ср в камере за соплом, куда происходит истечение воздуха, устанавливается с помощью вентиля 3. Учитывая, что гидравлическое сопротивление расходомера 1 и канала трубки, соединяющей его с соплом, ничтожно мало, а скорость воздуха на этом участке не превышает 1 м/с, давление Ро и температуру t₀ воздуха на входе в сопло можно принять равными соответствующим параметрам, измеренным непосредственно в помещении лаборатории. Давление воздуха р₀ определяется по показанию цифрового вольтметра 5 при выключенном вакуумном насосе 4. В этом случае показания вольтметров должны соответствовать барометрическому давлению В, мм рт.ст.

Так как за время проведения эксперимента барометрическое давление практически не изменяется, то его можно измерить один раз перед началом опыта. Температура воздуха t₀ измеряется с помощью образцового ртутного термометра, находящегося в лаборатории. Если учесть, что на небольшой длине соплового канала скорость достаточно велика, то можно пренебречь теплообменом между воздухом и окружающей средой через стенку сопла и процесс течения считать весьма близким к адиабатному. На рис. 2 представлен чертеж суживающегося сопла. Диаметр минимального сечения сопла d₂ приводится на лабораторном стенде установки.