12558

ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА И СКОРОСТИ ГАЗОВ

Лабораторная работа

Физика

ОТЧЕТ по лабораторной работе №5М ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА И СКОРОСТИ ГАЗОВ ВВЕДЕНИЕ Возможности теоретического решения задач аэродинамики ограничены поэтому эксперимент часто является единственным источником сведений о взаимодействия потока газа с различными тел

Русский

2013-05-01

373 KB

35 чел.

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №5М

ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА И СКОРОСТИ ГАЗОВ

ВВЕДЕНИЕ

Возможности теоретического решения задач аэродинамики ограничены, поэтому эксперимент часто является единственным источником сведений о взаимодействия потока газа с различными телами. Однако непосредственное исследование объектов связано с большими трудностями. Поэтому измерения проводят в аэродинамических трубах при соблюдении условий подобия.

Целью настоящей работы является приобретение навыков измерений в дозвуковой аэродинамической трубе расходов и скоростей газа.

. ТЕОРИЯ

Наиболее часто употребляемыми устройствами для измерения расхода газов являются дроссельные устройства. Принцип, их действия основан на уменьшении давления в месте сужения трубопровода. Величина падения давления зависит от скорости газа, а поэтому может служить мерой расхода.

На основании проведенных исследований Всесоюзным институтом мер и измерительных приборов разработаны, а Комитетом стандартов тер и измерительных приборов при Совете Министров СССР утверждены "Правила 28-64 измерения расхода жидкостей, газов и паров стандартными диафрагмами и соплами". В этих Правилах установлена конструкция дроссельных приборов, способы отбора давленая. "Правила 28-64" позволяют изготовить и применять дроссельные устройства без предварительной градуировки при соблюдении следующих условий:

1. Дросселирование производится в трубопроводе круглого сечения.

2. Исследуемый газ заполняет весь объем трубопровода.

3. Поток газа является установившимся.

4. Фазовое состояние вещества не изменяется. Одним из типов дроссельных устройств является диафрагма. Чертеж стандартной диафрагмы приведен на рис. 1.1.

Диафрагмы годно применять без градуировки в трубопроводах диаметром не менее 50 mm при одновременном соблюдения условия 0,05 <  m < 0,7. Величина m есть модуль диафрагмы, равный отношению площадей отверстий диафрагмы и кана-

Рис. 1.1. Стандартная диафрагма

По мере удаления потока от диафрагмы сечение струи увеличивается до размеров канала, скорость падает до начального значения, а давление повышается. Однако полного восстановления давления не происходит, так как часть энергии потока диссипируется.

Выражение для расхода пара дросселирования можно вывести, на основании уравнения Бернулли и уравнения неразрывности:

. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Принципиальная схема экспериментальной установки

1 - диафрагма, 2 - канал трубы. 3 - окно, 4 - рабочий участок. 5 - трубка Пито, 6 - заслонка. 7 - гибкий переход, 8 - вентилятор

Рис. 2.1

Измерение расхода а скорости газа производится в дозвуковой аэродинамической трубе., В качестве рабочей среды используется .воздух. На рис.. 2.1 приведена схема аэродинамической трубы.

Циркуляция воздуха в замкнутом канале создается вентилятором. Внутренний диаметр канала трубы D = (0.300 ± 0.005) м, диаметр отверстия диафрагмы d0= (0,210 ± 0,005) м. На рабочем участке трубы установлено смотровое окно и предусмотрены вводы для установки исследуемых моделей и приборов. Для компенсации возможных напряжений рабочий участок соединен с вентилятором гибким переходом.

Перепад давления на диафрагме измеряется диффереренциальннм оптическим манометром ОМ-10. Измерение местной скорости потока производится трубкой Пито, которую можно перемещать по .вертикальному диаметру канала, перепад давления на трубке измеряется жидкостным наклонным микроманометром ММН, соединенным с выводами трубки Пито резиновыми шлангами. Для оценки средней скорости используется ручной чашечный анемометр. Рабочие условия определяются по барометру-анероиду и ртутному термометру.

Изменение скорости потока воздуха в канале трубы осуществляется поворотом заслонки регулятора потока на угол α = 0° + 90°. На регуляторе установлен лимб с деленяями через 5°, по которому определяется угол поворота заслонки.

. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

3.1.1. Оценить зависимость средней скорости потока  от угла поворота заслонка регулятора потока. Измерение провести ручным анемометром.

3.1.2. Установить зависимость объемного расхода воздуха в канале от угла поворота заслонки.

3.1.3. Измерять профиль местных скоростей по сечению канала при максимальном потоке. Измерения провести с помощью трубки Пито. Путем численного интегрирования определить расход и сопоставить его с соответствующим  значением, найденным по диафрагме.

3.1.4. Вычислить погрешности определяемых величин и указать их на графиках.

. ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1. ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ

Таблица 4.1

Рабочие условия

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Значение

Атмосферное давление

 Па=Н/

99708,4

Температура воздуха в канале

           T

К

291,75

Коэффициент динамической вязкости воздуха при заданных условиях

           

Нс/м210-7

181,0

Плотность воздуха

          ρ

Кг/

1,205


Таблица 4.2

Результаты измерений средней скорости и расхода воздуха в канале

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

i



n, об.

t, с

, об/с

, м/с

Re 105

P, мм Hg

P, Па

Q, м3

Q, м3

1

0

700

67,44

10,38

10,31

2,05

3,9

520

0,74

0,05

2

15

650

64,72

10,04

10,03

2

3,2

427

0,67

0,05

3

20

600

64,61

9,29

9,4

1,87

2,8

373

0,63

0,05

4

25

550

66,93

8,22

8,51

1,69

2,2

293

0,56

0,05

Для табл. 4.2:

1-угол поворота заслонки регулятора потока;

2-разность показаний анемометра;

3-интервал времени;

4-скорость вращения оси анемометра;

5-средняя скорость потока в канале;

6-число Рейнольдса;

7-8-перепад давления на диафрагме;

9-объемный расход воздуха;

10-погрешность определения расхода;

Таблица 4.3

Измерение профиля местной скорости потока трубкой Пито и результаты численного интегрирования


1

2

3

4

5

6

i

ri, см

n, дел

P, мм

Н2О

P, Па

<V>, м/с

V, м/с

Si104, м2

Qi103, м3

0

0

68

13,6

133,3

12,4

0,1

0

0

1

1

69

13,8

135,2

12,5

0,1

3,14

3,90

2

2

70

14

137,2

12,6

0,1

9,42

11,82

3

3

69,5

13,9

136,2

12,5

0,1

15,71

19,70

4

4

69

13,8

135,2

12,48

0,1

21,99

27,45

5

5

68

13,6

133,3

12,4

0,1

28,27

35,15

6

6

67

13,4

131,3

12,3

0,1

34,56

42,65

7

7

66

13,2

129,4

12,2

0,1

40,84

50,00

8

8

65

13

127,4

12,1

0,1

47,12

57,22

9

9

63,5

12,7

124,5

12

0,1

53,41

64,32

10

10

62

12,4

121,5

11,8

0,1

59,69

70,99

11

11

61

12,2

119,6

11,7

0,1

65,97

77,47

12

12

60

12

117,6

11,6

0,1

72,26

84,13

13

13

59

11,8

115,6

11,5

0,1

78,54

90,66

14

13,5

58

11,6

113,7

11,4

0,1

41,63

47,63

15

14

57,5

11,5

112,7

11,4

0,1

43,20

49,21

16

14,5

57

11,4

111,7

11,3

0,1

44,77

50,78

17

15

56

11,2

109,8

11,2

0,1

46,34

52,10

Для табл. 4.3:

1-расстояние между осями трубки пито и канала;

2-перепад давления на трубке Пито;

3-значение местной скорости;

4-погрешность измерения скорости;

5-значение скорости, усредненное по двум измерениям для ri;

6-площадь кольцевого участка канала;

7-расход воздуха через данный кольцевой участок;

<V> на расстоянии 0,762R (≈ 11 см) = 11,7 м/c

График зависимости коэффициента Рейнольдса от угла поворота заслонки

Рис. 4.1

График зависимости объёмного расхода воздуха от угла поворота заслонки

Рис. 4.2

График зависимости средней скорости от угла поворота заслонки

Рис. 4.3

Эпюра скорости по сечению канала на интервале 0≤rR

Рис. 4.4

Вывод:

Провели опыт по измерению расхода и скорости газов. Значение скорости в табл. 4.2 (10.31 м/с) близко по значению к скорости в табл. 4.3 (11.7 м/с при 0.762R  11 см). Значения расходов отличаются также незначительно(0.74 м3/с и 0.78 м3/с). Это различие объясняется погрешностью микроманометра. Полученные результаты говорят о справедливости расчетных формул и теории, лежащей в основе эксперимента.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

43764. ОСНОВИ ДИСЦИПЛІНИ "СТРАХОВІ ПОСЛУГИ" 40 KB
  Страхування не може вважатися зайвим як для найбільш багатих так і для найбільш бідних верств населення; чим бідніші учасники тим ціннішим має бути страхування. Разом із тим в сучасних умовах при здійсненні процесу страхування застосовується страхова термінологія. Вперше її створили італійські купці страхування ssurzioni ризик risigo премія ргаеmіа поліс polliz . Наприклад термін страхова сума визначається у літературі та законодавстві як: сума в межах якої згідно з договором страхування страховик несе...
43765. СТРАХОВІ ПОСЛУГИ ТА ОСОБЛИВОСТІ ЇХ РЕАЛІЗАЦІЇ 100 KB
  Сутність та характерні ознаки страхових послуг. Класифікація страхових продуктів. Значення маркетингу в основній діяльності страхових компаній. Реалізація страхових послуг.
43766. ПОРЯДОК УКЛАДЕННЯ ДОГОВОРУ СТРАХУВАННЯ ТА ЙОГО ЕЛЕМЕНТИ 71 KB
  Сутність та порядок укладання договору страхування Вирішення суперечок та припинення дії договору страхування Сутність та порядок укладання договору страхування Договір страхування є правовим документом який опосередковує процес надання страхової послуги страховиком страхувальникові.
43767. Системи автоматичного управління 492.08 KB
  Тимчасові характеристики динамічного ланки являють собою залежність вихідного сигналу системи від часу при подачі на її вхід деякого типового впливу. Зазвичай виконується аналіз виходу системи на одиничний стрибок (функція Хевісайда) та імпульсну функцію
43768. Развитие творчества младших школьников на уроках технологии при работе с бумагой на основе сказочных текстов 10.67 MB
  В соответствии с проблемой целью предметом исследования определены следующие задачи: Изучить и проанализировать психолого-педагогическую литературу по развитию творчества; Рассмотреть особенности развития творчества у младших школьников; Определить наиболее эффективные методы и приемы обучения детей младшего школьного возраста с использованием сказочной литературы и бумаги; Выявить отношение младших школьников к урокам труда; Определить творческие задания на уроках технологии для младших школьников. Изготовление игрушек поделок из...
43769. Действующий порядок исчисления и уплаты НДС, пути его совершенствования в Российской Федерации на примере УФНС России по Республике Марий Эл 336.76 KB
  Теоретические основы применения налога на добавленную стоимость Сущность роль и особенности НДС Характеристика основных элементов налога на добавленную стоимость Изменения налогового законодательства относительно Налога на добавленную стоимость в 2012 году Действующий порядок исчисления и уплаты НДС пути его совершенствования в Российской Федерации на примере УФНС России по Республике Марий Эл Международный опыт взимания НДС Анализ исчисления и уплаты НДС в республике Марий Эл
43770. Рентабельность перевозок ООО «Тир Транс» 324.85 KB
  Из приведенной формулы следует что рентабельность перевозок зависит от изменения двух факторов: реализации на рубль производственных фондов; прибыли на рубль реализации. Изменение рентабельности за счет влияния фондоотдачи с одного рубля производственных фондов равно: Δ Rпд = РП1 ОФ1 МС1БП0 РП0 РП0 ОФ0 МС0БП0 РП06 Изменение рентабельности производственной деятельности за счет влияния уровня рентабельности реализованной продукции равно: Δ Rпд = РП1 ОФ1 МС1БП1 РП1 РП1 ОФ1 МС1БП0 РП07 Необходимо отметить...
43771. Технология и организация приготовление банкетных горячих блюд из баранины 426.87 KB
  Сначала мясо ели сырым потом начали жарить на огне варить тушить. С тех давних времен изменились не только рецепты и технологии приготовления мясных блюд и изделий изменилось само мясо. Мясо является важным источником энергии в питании человека. Также мясо содержит биологически активные вещества витамины гормоны ферменты и вещества не используемые организмом в процессах жизнедеятельности так называемые неалиментарные вещества.
43772. Создание библиотеки строительных элементов для САПР учебного процесса ГБОУ СПО НСО «НППК» 7.29 MB
  Разработке проекта предшествует анализ проектной ситуации, включающий изучение исходных условий проектирования – социально экономических и технических требований, градостроительного и природного окружения, природно-климатических и гидрогеологических характеристик местности.