Файл: метод. (Восстановлен).doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.07.2024

Просмотров: 331

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Измерение температуры

2. Описание лабораторного стенда и порядок выполнения работы

3. Контрольные вопросы

Изохорный процесс

Изобарный процесс

Изотермический процесс

Адиабатный процесс

Политропные процессы

5. Контрольные вопросы

Измерение теплоёмкости воздуха

2. Описание лабораторного стенда

3. Порядок выполнения работы

4. Обработка результатов измерения

5. Контрольные вопросы

2. Описание лабораторного стенда

3. Порядок выполнения работы

4. Обработка результатов измерения

5. Контрольные вопросы

1. Основные положения

2. Описание лабораторного стенда

3. Порядок проведения работы

4. Обработка результатов измерения

5. Контрольные вопросы

1. Основные теоретические положения

2. Экспериментальная часть

2.1. Теплоотдача от горизонтальной трубы (поперечное обтекание)

Плотность

Температурный коэффициент объёмного расширения:

Коэффициент теплопроводности:

Коэффициент кинематической вязкости:

2.2. Теплоотдача от вертикальной трубы (продольное обтекание)

3. Контрольные вопросы

1. Основные положения

Переходный режим (2320  Re  104)

2. Описание лабораторного стенда

3. Порядок выполнения работы

4. Обработка результатов измерений

5. Контрольные вопросы

1. Основные положения

Закон Планка

Закон смещения Вина

Закон Стефана – Больцмана

Закон Кирхгофа

4. Описание лабораторного стенда

5. Порядок выполнения работы

6. Обработка результатов измерений

5. Контрольные вопросы

Литература

Оглавление

Более того, для реальных условий движения потока действительные скорость истечения и расход газа на выходе из сопла даже при значениях к ≤ β ≤ 1 будут несколько ниже, чем соответствующие им теоретические значения. Это происходит вследствие трения струи о стенки сопла. Температура на выходе из сопла при этом несколько выше теоретической температуры. Это обусловлено тем, что часть располагаемой работы газового потока рассеивается и превращается в теплоту, что и приводит к повышению температуры.


2. Описание лабораторного стенда

Изучение процесса истечения газа из сопла проводится на установке, основанной на методе имитационного моделирования реальных физических процессов. Установка состоит из ПЭВМ, соединенной с моделью рабочего участка, пультом управления и средствами измерения. Схема установки представлена на рис. 3.

Рис. 3. Схема установки для изучения процесса истечения газа: 1 – сетчатый фильтр; 2 – мерная диафрагма; 3 – сужающееся сопло; 4 – регулировочный вентиль; 5 – вакуумный насос; 6 – индикаторный прибор перепада давлений; 7 – индикаторный прибор перепада давлений на мерной диафрагме

Рабочий участок установки представляет собой трубку, в которой установлено исследуемое сужающееся сопло 3 с выходным диаметром d = 1,5 мм. Поток газа (воздух, углекислый газ (СО2), гелий (He)) через сопло создается с помощью вакуумного насоса 5. Давление газа на входе равно барометрическому давлению (P1 = B). Расход газа G и скорость истечения w регулируются вентилем 4. Рабочие режимы определяются величиной разрежения за соплом P3, которая регистрируется на цифровом индикаторе 6. Расход газа измеряется с помощью мерной диафрагмы диаметром dд = 5 мм. Перепад давления на диафрагме H регистрируется на цифровом индикаторе 7 и дублируется на экране монитора ПЭВМ. Разрежение P2 в выходном сечении сопла также регистрируется на цифровом индикаторе 6 и экране монитора. Коэффициент расхода мерной диафрагмы с калиброванным отверстием  = 0,95 определен в результате тарировки.

3. Порядок выполнения работы

  1. Включить установку в сеть, вступить в диалог с программой проведения эксперимента, заложенной в компьютер.

  2. Выбрать род газа для проведения эксперимента.

  3. Включить вакуумный насос. При этом создается вакуум за вентилем 4, что отображается на экране монитора.

  4. Постепенным открытием вентиля 4 устанавливается минимальное разрежение P3 = 0,1 ат, что соответствует 1-му режиму. При этом начинается течение газа.

  5. Внести в протокол эксперимента (табл. 1) числовые значения P3, P2, H, фиксируемые посредством цифровых индикаторов 6 и 7.

  6. Выполнить измерения величин P2, H для последующих режимов, соответствующих значениям разрежения, создаваемого вакуум-насосом, P3 = 0,2; 0,3; 0,4; 0,5…..0,9 ат. Результаты измерений внести в табл. 1.


Таблица 1

Давление газа на входе в сопло P1 = B = Па.

Температура газа на входе в сопло t1 = C.

Газ

№ режима

Результаты измерений

P3, ат.

P2, ат.

H, Па

1

0,1

2

0,2

3

0,3

4

0,4

5

0,5

6

0,6

7

0,7

8

0,8

9

0,9

4. Обработка результатов измерения

  1. Определяется абсолютное давление среды P3 за соплом, в которую происходит истечение газа:

, Па. (14)

  1. Определяется абсолютное давление газа P2 в выходном сечении сопла:

, Па. (15)

    1. Определяется действительный массовый расход газа по величине перепада давления H на мерной диафрагме:


, кг/с, (16)

где μ = 0,95 – коэффициент расхода мерной диафрагмы;

Н – перепад давления на мерной диафрагме, Па;

–плотность газа, кг/м3;

В – барометрическое давление, Па;

R – газовая постоянная, Дж/(кг∙град);

t – температура газа, С;

dд = 510-3 м – диаметр мерной диафрагмы.

  1. Так как процесс истечения является адиабатным, определяют теоретическую температуру газа T2 на срезе сопла, используя известное соотношение для адиабатного процесса:

. (17)

    1. Определяются действительная скорость истечения wд и температура газа T2 в выходном сечении сопла:

, м/с, (18)

где Gд – действительный массовый расход газа, кг/с;

Т2, Р2 – соответственно температура (К) и давление (Па) газа в выходном сечении сопла;

R – газовая постоянная, Дж/(кгград);

–площадь выходного сечения сопла;

dс = 1,510-3 м – диаметр выходного сечения сопла.

С другой стороны, на основании 1-го закона термодинамики для потока:

, м/с, (19)

где h1, h2 – удельная энтальпия газа соответственно на входе и выходе из сопла, Дж/кг;

Т1, Т2 – температура газа соответственно на входе и выходе из сопла, К;

–удельная изобарная теплоёмкость газа, Дж/(кгград).

Приравнивая правые части уравнений (17) и (18) и решая полученное квадратное уравнение относительно T2, определяем действительную температуру газа в выходном сечении сопла:

; (20)


или

,

где ;

;

.

4.6. Определяется теоретический массовый расход газа при адиабатном истечении:

, кг/с; (21)

где Fс – площадь выходного сечения сопла, м2;

P3 – абсолютное давление среды, в которую происходит истечение газа, Па;

P1 – абсолютное давление газа на входе в сопло, Па;

T1 – температура газа на входе в сопло, К;

R – газовая постоянная, Дж/(кгград);

k – показатель адиабаты.

4.7. Определяется теоретическая скорость истечения газа:

, (22)

где T1 – температура газа во входном сечении сопла;

k – показатель адиабаты;

R – газовая постоянная;

–отношение давлений;

Р3 – абсолютное давление среды, в которую происходит истечение газа, Па;

Р1 – абсолютное давление газа на входе в сопло, Па.

4.8. Определяется максимальная теоретическая скорость истечения газа (истечение в пустоту приP3 = 0) и местная теоретическая скорость звука (критическая скорость) .

; (23)

. (24)

4.9. Результаты расчетов заносятся в табл. 2.

Таблица 2

Результаты расчётов

реж.

P3, Па

P2, Па

Gд,

кг/с

Gт, кг/с

T2, К

Wд,

м/с

Wт,

м/с

P2/P1

1

2

3

4

5

6

7

8

9