Описание установки и проведения опыта

Установка показанная на рисунке 2.3 состоит из вентилятора 1 с электродвигателем, воздуховода 2, шибера 3, термометра 4, трубки Пито–Прандтля 5 с микроманометром (ММН-5) 6.

Рис. 2.3. Схема лабораторной установки

Трубки Пито-Прандтля являются точечными измерителями. Измерения, производимые ими, относятся только к одной точке сечения исследуемого газопровода. Поэтому, если трубопровод имеет прямоугольное сечение, его делят на ряд равновеликих площадок, геометрически подобных всему сечению. Скорости измеряются в центрах этих площадок. Для создания более полной картины поля скоростей вводиться дополнительная, центральная точка.

Порядок выполнения опыта

Собрать и проверит на герметичность трубку Пито-Прандтля. Для этого поочередно создав в каждом из каналов трубки избыточное давление, подсоединить их к манометру. При плотно закрытом входном отверстии канала и неизменной температуре давление в каждом из них должно оставаться постоянным. Аналогично проверить герметичность микрометра и соединительных шлангов.

С помощью уровней установить микроманометр в горизонтальное положение. Установить на шкале манометра условный ноль. Измерительную трубку установить под углом, соответствующим углу наклона шкалы, когда К=0,2.

Разбить сечение трубопровода на 16 равновеликих площадок выполнить необходимые замеры динамического напора газа.

При измерении необходимо соблюдать следующее: не допускать попадания жидкости из микрометра в резиновые шланги, соединяющий его с трубкой Пито–Прандтля. Если жидкость попала в резиновые трубки, то их следует снять, продуть и тщательно высушить. При измерении скорости движения жидкости трубками Пито–Прандтля необходимо следить, чтобы отверстия и каналы трубок были чистыми.

Обработка результатов и построение эпюр скоростей

Результаты замера динамического напора газа в трубопроводе (при прямом и обратном ходе пневматической трубки) и вычисленные средние значения занести в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Показания микроманометра

Но-мер точ-ки	I cечение			Но-мер точ-ки	II сечение			Но-мер точ-ки	III сечение			Но-мер точ-ки	IV сечение
	Пря-мой ход	Об-рат-ный ход	Сред-нее зна-чение		Пря-мой ход	Об-рат-ный ход	Сред-нее зна-чение		Пря-мой ход	Об-рат-ный ход	Сред-нее зна-чение		Пря-мой ход	Об-рат-ный ход	Сред-нее зна-чение
1				5				10				14
2				6				11				15
3				7				12				16
4				8				13				17

Затем определить динамический напор, учитывая коэффициент шкалы манометра К=0,2 по формуле , где L_ср – усредненные показания манометра.

Вычисление значения h_дин занести в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 Результаты расчетов

Вычислен-ная величина	1 сечение					2 сечение				Сред-няя точка			3 сечение				4 сечение
	Номер точки
	1	2	3	4	5		6	7	8		9	10		11	12	13		14	15	16	17
Динамичес-кий напор hдин, м
Скорость u, м/с

Определить плотность воздуха при условиях опыта по формуле:

(2.5)

где - плотность воздуха при , кг/м³;

коэффициент объемного расширения;

Р_бар - показания барометра, Па;

Р_ст- статическое давление в замеряемом сечении, Па.

В условиях данного опыта Р_ст значительно меньше Р_бар, поэтому при расчете по формуле (2.5) им можно пренебречь. (1 мм рт. ст. = 133,32 Па)

Затем по формуле (2.4) определить скорость движения газа по вычисленным средним значениям h_дин и полученные значения скорости занести в таблицу 2.2.

Для построения эпюры скоростей в живом сечении газопровода проводим 10 сечений. Студент строит эпюру скоростей в сечениях, указанных преподавателем. Для этого по горизонтали в определенном масштабе откладывают длину сечения трубопровода и наносят выбранные точки измерений. Затем в этих точках проводят вертикали, на которых также в определенном масштабе откладывают полученные в результате расчетов значения скоростей. Концы векторов скоростей соединяют плавной кривой и получают профиль скоростей в данном сечении трубопровода.

Контрольные вопросы

1. Для какой цели используют применяют Пито – Прандтля ?

2. Устройство трубки Пито – Прандтля

3. Определить скорость газового потока, если динамический напор, измеренный трубкой Пито – Прандтля, h_д = 50 мм вод. ст., плотность газа кг/м³ , плотность жидкости залитой в манометр, кг/м³

4. Назовите приборы необходимые для измерения скорости воздуха в воздуховоде сечением мм.

5. Порядок выполнения работы.

6. Причины неравномерности скоростей в сечении потока.

7. Принцип работы дифференциального микроманометра.

8. Принцип замера статического и полного напоров.