12461

ВИЗНАЧЕННЯ АЕРОДИНАМІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПОВІТРЯНОГО ПОТОКУ

Лабораторная работа

Безопасность труда и охрана жизнедеятельности

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4 ВИЗНАЧЕННЯ АЕРОДИНАМІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПОВІТРЯНОГО ПОТОКУ Мета роботи: Вивчити прилади і методику роботи з ними при визначенні аеродинамічних параметрів повітряного потоку. 4.1 Теорія питання При вивченні руху газового потоку пара

Украинкский

2013-04-27

1.34 MB

4 чел.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА  №4

ВИЗНАЧЕННЯ АЕРОДИНАМІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ

ПОВІТРЯНОГО ПОТОКУ

Мета роботи: Вивчити прилади і методику роботи з ними при визначенні аеродинамічних параметрів повітряного потоку.

4.1 Теорія питання

При вивченні руху газового потоку, параметри, які нас цікавлять, можуть бути визначені або безпосередньо, шляхом використання відповідних приладів, або побічно, використовуючи залежності між відомими величинами.

При русі повітря по повітроводам необхідно визначати температуру (t, ºC), густину (ρ, кг/м3), швидкість потоку(V, м/с), а також статичний (Рст, Па), швидкісний (Ршв, Па), та повний тиски (Рп, Па).

Температура потоку звичайно визначається шляхом безпосередніх вимірів. Густину повітря визначають або по таблицях, або за відомою формулою

, кг/м3      (4.1)

Рст, Ршв  та Рп звичайно визначають за допомогою повітромірної (пневмометричної) трубки, з’єднаної шлангом з манометром.

Статичний тиск (Рст)  це потенціальна енергія потоку, діюча по нормалі до стінок повітровода. При його вимірюванні за початок відліку приймають атмосферний (барометричний) тиск. Швидкісний або динамічний тиск (кінетична енергія потоку) - це той тиск, який необхідно надати нерухомому потоку для приведення його в рух зі швидкістю V.

Повний тиск є алгебраїчною сумою статичного та швидкісного тисків

Рп = Рст + Ршв.      (4.2)

Для нерухомого потоку Рпст.

Швидкість потоку можна визначити прямим (при використанні належних приладів, наприклад, анемометрів) або опосередкованим шляхом. На практиці дуже часто швидкість повітря визначають опосередкованим шляхом з формули:

; , м/с     (4.3)

Будова повітромірної трубки, мікроманометра ММН-250 та схема їх з’єднання для визначення Ршв, Рст, Рп  наведені на рис. 4.1, 4.2, 4.3.

Повітромірна трубка (рис. 4.1) є приймачем статичного та повного тиску, що вимірюються у відповідній точці повітряного потоку. Вона складається з наконечника 1, державки 2 та двох штуцерів 3, котрі з’єднують резиновим шлангом зі штуцерами 10 та 11 мікроманометра. Наконечник являє собою циліндр з центральним каналом 4, сприймаючим повний тиск в точці виміру, та кільцевою щілиною 5, сприймаючою статичний тиск.

Рис. 4.1. Повітромірна трубка

Похилий мікроманометр ММН-250 (див. рис. 4.2) змонтований на силуміновій плиті 1, що має два регулювальних гвинта 2 та два рівня 3, розміщених на її горизонтальній поверхні перпендикулярно один до одного. Робочою частиною приладу є розміщений на плиті 1 стальний штампований резервуар 4, прикріплений до плити 1 з допомогою невеликої стійки кронштейн з вимірювальною трубкою 5. На кришці резервуару є триходовий кран 6, заливальна пробка 7 та регулятор нульового положення 8.

Рис. 4.2. Мікроманометр ММН-250

Нижній кінець вимірювальної трубки 5 через штуцер за допомогою гумової трубки з’єднується з резервуаром 4, а верхній її кінець з’єднується зі штуцером 9 триходового крану 6. Корпус триходового крану має також отвір та два штуцера 10 та 11. В поворотній пробці триходового крану є канали, розміщені таким чином, що при повороті її проти годинникової стрілки до упору резервуар 4 та вимірювальна трубка 5 з’єднується з атмосферою, а отвори штуцерів 10 та 11, до яких підключається повітромірна трубка, перекриваються. (При цьому положенні крану перевіряється нуль приладу).   При  повороті  крану   за  годинниковою  стрілкою   до  упору штуцер 10 з’єднується з резервуаром, а штуцер 11 з’єднується зі штуцером 9 та через нього з вимірювальною трубкою. При цьому отвір, що виходить в атмосферу у корпусі триходового крану, перекривається.

Вимірювальна трубка 5 влаштовується так, що нульова точка її шкали співпадає з віссю обертання кронштейна. Шкала вимірювальної трубки має довжину 250 мм. Кожна її поділка відповідає 1 мм.

Перед виконанням вимірів до штуцерів 10 та 11 з допомогою резинових шланг підключають повітромірну трубку (див. рис. 4.1), а сам мікроманометр розміщують на рівній горизонтальній поверхні та встановлюють кронштейн з вимірювальною трубкою на потрібний кут нахилу. Для цього до плити 1 прикріплена дуга 12, яка має п’ять отворів з цифрами 0,8; 0,6; 0,4; 0,3; 0,2; котрі відповідають поправковому коефіцієнту К  для кожного положення трубки мікроманометра. Після цього з допомогою регулювальних гвинтів 2 прилад встановлюють горизонтально згідно з показаннями рівнів 3. Повернув пробку триходового крану  проти годинникової стрілки та прокручуючи регулятор нульового положення 8, досягають положення нижньої частини рідини, що заповняє резервуар, на нулі шкали вимірювальної трубки. Прокрутивши пробку триходового крану  за ходом годинникової стрілки до упору, приводимо мікроманометр в робочий стан.

На рис. 4.3 показана схема під’єднання повітромірної трубки до рідинного манометру при вимірюванні тисків на всмоктувальній та нагнітальній гілках повітроводу.

З’єднувати їх треба так, щоб стовпчик рідини у скляній трубці манометра підіймався вгору при введенні повітромірної трубки в потік. При цьому потрібно пам’ятати, що у гілці повітроводу, де є розрідження (на всмоктувальному боці вентилятора) статичний та повний тиск мають від’ємний знак. Причому >, тоді

.   (4.4)

Тим самим підтверджується що Ршв додатне.

Тиск, заміряний по мікроманометру типу ММН, визначається за формулою:

, Па,   (4.5)

де Н- відлік за шкалою приладу при виміряному тиску, мм.;

   - синус кута нахилу трубки манометра;

Рис. 4.3. Схема з’єднання мікроманометра і пневмометричної трубки

К - поправковий коефіцієнт для кожного положення трубки мікроманометра (значення К нанесені на дузі прибору);

К1 - тарувальний коефіцієнт повітромірної трубки, К1=1.

Для вимірювання надлишкового, вакуумметричного і диференціального тиску повітря можна використовувати мановакуумметр цифровий МЦ-1-10 (рис. 4.4). Діапазон вимірювань приладу складає від –10 до +10 кПа для надлишкового і вакуумметричного тисків і від 0 до 10 кПа для диференціального тиску.

Порядок роботи такий:

1. Не підключаючи мановакуумметр до газової магістралі, ввімкнути живлення, утримуючи кнопку «Вкл/Откл» 6 протягом однієї секунди;

2. На індикаторі 7 виводиться межа вимірювань Р10 і мановакуумметр переходить в режим вимірювання тиску;

3. Перед початком вимірювань необхідно провести перевірку установлення нуля. Не підключаючи мановакуумметр до газової магістралі утримувати кнопку «Нуль» 4 протягом двох секунд. На екрані з’явиться повідомлення «Null» протягом п’яти секунд. Після цього на екрані виводиться нуль. По закінченні встановлення нуля мановакуумметр автоматично переходить в режим вимірювання тиску. При вимкненні приладу в пам’яті зберігається заміряне нульове значення;

Рис. 4.4. Мановакуумметр цифровий МЦ-1-10

4. Під’єднати гумову трубку до штуцера «+» 9 для вимірювання надлишкового тиску або до штуцера «–» 8 для вимірювання вакуумметричного тиску. При вимірюванні диференціального тиску використовуються два штуцера. В даному випадку слід контролювати знак вимірювання і в разі появи знака мінус або чотирьох мінусів (----) необхідно поміняти місцями трубки, підключені до штуцерів.

5. Виключення мановакуумметру виконується наступним чином. Натиснути кнопку «Вкл/Откл» 6 протягом однієї секунди, на екрані з’явиться надпис OFF, після чого кнопку відпустити. Від’єднати мановакуумметр від джерела тиску, при цьому необхідно слідкувати, щоб тиск в системі дорівнював атмосферному. Від’єднати гумові трубки від мановакуумметра, скласти прилад у чохол.

В мановакуумметрі є такі додаткові функції:

1. Фіксація – кнопка 1, фіксує виміряне значення в момент натискання, а також виводить мінімальне і максимальне значення тиску;

2. Усереднення – кнопка 2, обраховує середнє арифметичне 10 вимірів тиску за 10 секунд;

3. Контроль – кнопка 5, використовується для індикації значення напруги живлення;

4. Підсвічування – кнопка 3, призначена для підсвічування екрану в темний час доби.

4.2 Необхідне обладнання і прилади

  1.   Експериментальна установка, що складається з спонукача тяги –вентилятора, обладнаного пусковою апаратурою, і зв’язаного з ним повітроводу, обладнаного приладом, що дозволяє регулювати витрату повітря.
  2.   Мікроманометр – 1шт.
  3.   Повітромірні (пневмометричні трубки) – 1шт.
  4.   Шланги гумові – 2шт.

4.3 Опис лабораторної установки

Робочою частиною експериментальної установки (рис. 4.3) є прямолінійна ділянка повітроводу 1, в стінці обраного перерізу якої наявні отвори 2, що відстають один від одного на 90°. Заслонка 3 дозволяє регулювати витрати повітря. Поруч з отвором 2 розміщені координатники 4, що дозволяють реєструвати глибину введення повітромірної трубки у повітровід.

4.4 Порядок виконання роботи

  1.   Живий переріз круглого повітроводу розбити на m ділянок колами, радіус яких розрахувати за формулою ,

де     R - радіус повітроводу, мм;

     n - порядковий номер відліку від центру повітроводу;

        m - число кілець, на які розбитий повітровід.

    Для трубопроводів діаметром до 300 мм. рекомендується m приймати 3; 300 – 800 мм – не менш 5.

  1.   Визначити центри площ між обчисленими колами і відстань від них і від центра до внутрішньої поверхні повітроводу.
  2.   На координатнику відмітити положення повітромірної трубки при її зануренні в раніше визначені точки перерізу повітровода.
  3.   Ввести в отвір повітромірну трубку і влаштувати її носиком назустріч потоку в першій точці найбільш близької до внутрішньої поверхні повітроводу. Закріпити трубку в координатнику.
  4.   З’єднати повітромірну трубку з допомогою шлангів з мікроманометром для виміру повного тиску. Мікроманометр вивести з допомогою встановлювальних гвинтів в горизонтальне положення.
  5.   При вимкненому мікроманометрі (триходовий кран повернути проти годинникової стрілки до упору) перевірити місце нуля на шкалі приладу.
  6.   Включити вентилятор і мікроманометр.
  7.   За шкалою приладу взяти відлік вимірюваного тиску Н, мм послідовно у всіх раніше визначених точках живого перерізу повітроводу в двох взаємно перпендикулярних напрямах. Дані занести в табл. 4.1.
  8.   Розрахувати величину повного тиску в точках вимірів за формулою (4.5).
  9.   Під’єднати повітромірну трубку до мікроманометру для вимірювання швидкісного тиску і провести операції 7, 8, 9.

11. Визначити швидкість повітряного потоку в виміряних точках за формулою (4.3).

12. Користуючись отриманими даними заповніть таблицю 4.1.

13. За отриманими даними побудувати епюру розподілу швидкості, статичного та швидкісного тиску по отриманому перерізу повітровода.

14. На основі виміряних та розрахованих величин зробити висновки про розподіл швидкостей та тисків по перерізу повітряного потоку.

Таблиця 4.1

Параметри повітряного потоку, П


досл
іду

Показання в розрахункових точках

Серед-нє значення Псер

Коеф. нерівномірності К

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Повний тиск

Н, мм.

Рп, Па

Швидкісний тиск

Н, мм.

Ршв, Па

Статичний тиск

Н, мм.

Рст, Па

Швидкість, V, м/с

Примітка: ;

    Псер – середнє значення параметру, що вимірюється.

Визначається, наприклад, для швидкісного тиску за форму      лою,

                 де m – число вимірів.

                 П0 – середнє значення параметра (Рп, Ршв, Рст,V) по вісі повітроводу.

Контрольні запитання

  1.  Які параметри визначають при русі повітря по повітроводам?
  2.  Методи вимірювання швидкості повітряного потоку.
  3.  Як розподіляються швидкість, статичний, повний та динамічний тиски по перерізу повітроводу?
  4.  Будова і принцип роботи повітромірної трубки.
  5.  Будову і принцип роботи мікроманометра ММН-250.
  6.  Особливості мановакуумметру цифрового МЦ-1-10. Його переваги над мікроманометром ММН-250.
  7.  Підключення мікроманометру ММН до повітромірної трубки при вимірі Рст, Рп та Ршв  у всмоктувальній та нагнітальній гілках повітроводу.
  8.  У чому міститься фізичний зміст Рст, Рп та Ршв? 

Список літератури

  1.  СНиП 2.04.05-91 Отопление, вентиляция и кондиционирование.
  2.  ГОСТ 12.3.018-79 Системы вентиляционные. Методы аэродинамических испытаний.
  3.  Вентиляция. Экспериментальные исследования / В.П. Корбут, А.Я. Ткачук: Учеб. пособие. – К.: УМК ВО, 1992. – 208с.
  4.  Наладка и регулирование систем вентиляции и кондиционирования воздуха: Справ. пособие / Б.А. Журавлев, Г.Я. Загальский, П.А. Овчинников и др.: Под ред. Б.А. Журавлева. – М.: Стройиздат, 1980. – 448с.
  5.  Наладка и эксплуатация систем вентиляции и кондиционирования воздуха: Крат. справ / П.М. Енин, Д.М. Критман, Ю.Д. Критман и др. – К.: Будівельник, 1984. – 88с.
  6.  Агафонов Е.П. Наладка систем промышленной вентиляции. Учебник для техникумов. М., Стройиздат, 1978. – 136с.
  7.  Измерение параметров пылегазовых потоков в черной металлургии. Велецкий Р.К., Григина Н.Н. М., Металлургия, 1979. – 80с.
  8.  Мурин Г.А. Теплотехнические измерения: Учебник для техникумов. – М.: Энергия, 1979. – 424с.


Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи №4 з дисципліни «Вентил
яція» на тему: «Визначення аеродинамічних параметрів повітряного потоку» для студентів спеціальності 6.092100 «Теплогазопостачання і вентиляція» усіх форм навчання.

Укладачі: Голишев Олександр Маркович,

      Голишев Андрій Олександрович,

                        Герасимчук Олександр Володимирович.

                

Реєстрац.  №_____________

Підписано до друку                                                2008  р.

Формат                                            А 5       

Обсяг                                                     стор.

Тираж                                          100                прим.

Видавничий центр КТУ,

вул. XXII партз’їзду, 11,

       м. Кривий Ріг

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15611. ПРОБЛЕМА НАЦИОНАЛЬНОЙ ИДЕНТИЧНОСТИ В УСЛОВИЯХ ГЛОБАЛИЗАЦИИ: СОЦИАЛЬНО-ФИЛОСОФСКИЙ АСПЕКТ 39.5 KB
  ПРОБЛЕМА НАЦИОНАЛЬНОЙ ИДЕНТИЧНОСТИ В УСЛОВИЯХ ГЛОБАЛИЗАЦИИ: СОЦИАЛЬНОФИЛОСОФСКИЙ АСПЕКТ При всем многообразии национального и мирового кризиса главный кризис который переживает сегодня Россия это кризис национальной идентичности т.е. потеря Россией историчес
15612. СУЩНОСТЬ ИСЛАМСКОГО ПОЛИТИЧЕСКОГО РАДИКАЛИЗМА НА ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 84.5 KB
  СУЩНОСТЬ ИСЛАМСКОГО ПОЛИТИЧЕСКОГО РАДИКАЛИЗМА НА ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Острой проблемой Северокавказского региона Российской Федерации является распространение радикальных идеологий среди местного этнического населения что приводит к дестабилизации ...
15613. Демографическая безопасность России – одно из условий реализации национальной идеи 159.5 KB
  Демографическая безопасность России – одно из условий реализации национальной идеи Как показывает история выживает в конечном счете тот народ или цивилизация который в рамках существующей экологической среды оказывается наиболее способным к размножению. Как писа
15614. Социальная и духовная безопасность федеральных университетов 82 KB
  Социальная и духовная безопасность федеральных университетов Статья посвящена проблемам социальной и духовной безопасности федеральных университетов в России особенно с учетом наличия большого количества студентов из мусульманских стран. This article is devoted to problems o...
15615. Экологическая безопасность России – необходимое условие реализации национальной идеи 131 KB
  Экологическая безопасность России – необходимое условие реализации национальной идеи Стремительно меняющийся в начале XX1 века мир с его нарастающими экономическими экологическим энергетическим духовным и иными видами кризисов заставляет нас искать новые соверше...
15616. ФИЛОСОФИЯ БЕЗОПАСНОСТИ СИБИРИ И ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА РОССИИ В СВЕТЕ БОРЬБЫ ЦИВИЛИЗАЦИЙ 66 KB
  Философия безопасности Сибири и Дальнего Востока России в свете борьбы цивилизаций Переход к легальной рыночной экономике ускорил центробежные силы разрывающие Россию. Если на юге страны использовались военные и идеологические орудия развала государства то на Дал
15617. НОВАЯ ТЕОСОФИЯ КАК ФИЛОСОФИЯ ГЛОБАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ РОССИИ 133 KB
  НОВАЯ ТЕОСОФИЯ КАК Философия ГЛОБАЛЬНОЙ безопасности России Землетрясения и цунами вызвавшие радиоактивную катастрофу на Японских островах в марте 2011 г. свидетельствуют о начале глобальной природнотехногенной катастрофы. Кризис индустриальной цивилизации прояв...
15618. Принципы нравственной экономики 53 KB
  Принципы нравственной экономики Потребность в новой экономике обусловлена усиливающимся цивилизационным кризисом [1]. Методологической основой для создания концепции нравственной экономики может служить нравственнорелигиозный неоинституционализм разработанны
15619. КИТАЙСКИЙ, ИНДИЙСКИЙ И ЯПОНСКИЙ ПРОЕКТЫ ДЛЯ ГЕОПОЛИТИКИ И ГЕОЭКОНОМИКИ РОССИИ 218.5 KB
  КИТАЙСКИЙ ИНДИЙСКИЙ И ЯПОНСКИЙ ПРОЕКТЫ ДЛЯ ГЕОПОЛИТИКИ И ГЕОЭКОНОМИКИ РОССИИ Переход к легальной рыночной экономике ускорил центробежные силы разрывающие Россию. Если на юге страны использовались военные и идеологические орудия развала государства то на Дальнем