4.2. Экспериментальная установка и приборы

Работа выполняется на малой аэродинамической трубе, схема которой изоб­ражена на

Рабочим участком (рис. 4.1) является бесшовная сталь­ная труба 19 с эквивалентной шероховатостью ~ 0,1 мм. Труба содержит местное сопротивление типа внезапное сужение с отборами статического дав­ления и линейный участок диаметром d и длиной L с отборами и . Геометрические размеры исследуемых участков трубы приведены на установке. Рабочая жидкость - воздух. Расход воздуха в трубе регулируется ЛАТРом 23, а измеряется расходомерным устройством, состоящим из отбора статиче­ского давления и трубки Пито полного давления 17 (отбор ). Трубка Пито установлена так, что носик ее располагается на оси трубы в плоскости отбора рд. Таким образом, разность давлений представляет со­бой динамическое давление на оси трубы. По нему можно вычислить расход Q и среднюю скорость v_cp.

Все отборы давления через переключатель 16 подсоединены к микромано­метру 11 так, что в положениях переключателя 1, 2 и 3 он покажет соответ­ственно

4.3. Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с экспериментальной установкой, рабочим участком и при­борами.

2. Измерить и записать в табл. 4.2 барометрическое давление, температу­ру и влажность воздуха, коэффициент микроманометра к и геометрические размеры трубопровода d, D, L.

3. Проверить, выставлен ли ЛАТР в нулевое положение. Установить пере­ключатель 16 в положение 3.

4. Включить вентилятор и, плавно нагружая его ЛАТРом, вывести аэро­динамическую трубу на максимальный режим, ориентируясь по показанию микроманометра 11.

Внимание! Зашкаливание микроманометра не допускается.

5. Измерить и записать в табл. 4.2 показания микроманометра 11 в 3, 2 и 1-м положениях переключателя 16.

6. Вернуть переключатель 16 в положение 3. Изменить ЛАТРом режим работы трубы (уменьшив расход) и повторить измерения. Опыт необходимо повторить 8-10 раз во всем возможном диапазоне режимов работы трубы. После окончания работы выключить установку.

Таблица4.2

р_а = мм рт.ст.; t = °С; = %; d = м; D = м; L = м; к = 9,81 Па/дел.

Номер режима
	мм шкалы	Па		мм шкалы	Па		мм шкалы	Па
1
8 ...10

4.4. Обработка результатов работы

1. Определить плотность и коэффициент кинематической вязкости потока воздуха, используя данные табл.4.2 и формулы

( и ).

2. Выполнить обработку данных эксперимента в два этапа по форме табл. 4.3 и 4.4.

Таблица 4.3

Номер режима

, Па

Q, м3/с

, м/с

Re

1

8. ..10

Таблица 4.4

Номер режима

, Па

Q, м3/с

, м/с

Re

1

8. ..10

В таблицах расход Q определяется по перепаду на расходомерном устройстве:

где - отношение средней скорости потока к максимальной скоро­сти (на оси трубы). Для ламинарного режима течения (Re < 2320) = 0, 5, для турбулентного

> 0, 83.

Средняя скорость и число Рейнольдса Re в трубопроводе рассчитывают­ся по формулам (4.7). Коэффициент сопротивления трения вычисляется по измеренному в опытах перепаду с использованием формулы Дарси (4.6).

Для определения коэффициента местного сопротивления необходимо вос­пользоваться формулой (4.3), предварительно вычислив потери , в со­ответствии с формулой (4.2) следующим образом:

Если принять и связать скорости в узком и широком сечениях трубы уравнением расхода

где , то формула для расчета потерь упрощается до вида

3. Построить графики зависимостей = f(Re) и = f(Re) на основании полученных данных и провести графическое сравнение с рекомендуемыми в справочной литературе (см. (4.4) и формулы табл.4.1).