2 Методика измерений и экспериментальная установка

Для измерения скоростей в потоке широко используется пневмометрический метод. В исследуемый поток помещается пневмометрическая трубка (рис. 2.1) для измерения динамического давления – трубки Пито-Прандтля (рис. 2.2).

Рисунок 2.1 – Схема пнемпометрическая трубка Пито-Прандтля

В трубке имеются два канала: по которому передается импульс полного давления Р_п и по которому передается импульс статического давления Р_с. Каждый канал подключен к одному из колен U-образного дифференциального манометра. Таким образом, манометр показывает разность полного и статического давлений, т.е. динамическое давление .

Рисунок 2.2 – Схема подключения трубки Пито-Прандтля: 1 – трубка Пито-Прандтля; 2 – дифференциальный жидкостный манометр.

Если используется жидкостный манометр, то показания необходимо перевести в паскали

(2.1)

где - показания манометра, м;

= 9,8 м/с² – ускорение свободного падения;

- плотность жидкости, залитой в манометр, кг/м³;

Зная динамическое давление, несложно определить скорость потока, м/с

(2.2)

Где - плотность газа перед соплом, кг/м³;

- тарировочный коэффициент трубки.

Для определения тарировочный коэффициента каждая трубка индивидуально тарируется, т.е. её показания сравниваются с действительными значением скорости потока, измеренной другим, более точным способом. Для трубки, используемой на данной установке, тарировочный коэффициент равен =0,92.

Для измерения давления на данной установке используется чашечный микроманометр с наклонной трубкой типа ММН-240 (рис.2.3)

Рисунок 2.3 - Чашечный микроманометр типа ММН-240

Принцип действия микроманометра (рис. 2.4) такой же, как U-образного дифференциального манометра, но в качестве одного из колен используется чашка 1. Измеряемое показания считывается со шкалы, нанесенной на наклонную трубку 2. Измеряемое давление (в миллиметрах вод. столба) рассчитывается по уравнению

(2.3)

где - считываемое со шкалы показание;

- поправочный коэффициент, учитывающий плотность жидкости (спирт этиловый) и угол наклона трубки. Значения для каждого фиксированного значения угла написаны на дуге 3.

Рисунок 2.4 – Схема чашечного микроманометр типа ММН-240: 1 – чашка; 2 – наклонная трубка; 3 – фиксирующая трубка.

Схема установки представлена на рис. 2.5. Воздух центробежным вентилятором 1 подается через успокоительный предсопловой объем 2 к сужающемуся соплу 3 с выходным диаметром =20 мм. Расход воздуха регулируется вентилем 4 и измеряется дифманометром, подключенным к расходомерной диафрагме 5. Для измерения избыточного давления перед соплом к предсопловому объему подключен U-образный манометр 6. Трубка Пито-Прандля 7 установлена на координатнике 8, обеспечивающем её перемещение вдоль и поперек струи. Динамическое давление измеряется микроманометром 9.

Рисунок 2.5 – Схема установки:

1 – центробежный вентилятор; 2 – предсопловой объем; 3 – сопло; 4 регулирующий вентиль; 5 – дифманометр с расходомерной диафрагмой; 6 - U-образный манометр; 7 – пневмометрическая трубка Пито-Прандтля; 8 – координатник; 9 – микроманометр.