Файл: Техническое учебное заведение россии санктпетербургский горный университет Кафедра теплотехники и теплоэнергетики Допущены.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.12.2023

Просмотров: 146

Скачиваний: 2

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

СОДЕРЖАНИЕ

Запрещено подавать давление в штуцера датчиков давления, каким- либо способом. Кроме описанных в руководстве.

Для адиабатического истечения из емкости ???? = ????∙????1 ????2 ???? ТНУ ∆????∙????1 (1— (????1) ) РНУ,где k =1,4 – показатель адиабаты. Для изотермического истечения из емкости ???? = ???? ∙ ????1 (1— ????2) ТНУ ∆???? ∙ ????1 ????1 РНУ Экспериментальная часть Включить тумблер питания системы управления. Выждать время (ориентировочно 30 с) для выхода измерительных датчиков (поз. б, 7, 9, 10, 11, 13, 14, рис,1.2) в требуемый режим работы. Закрыть кран поз.23, рис.1.1.2. Включите компрессор подачи воздуха в ресивер тумблером 3, рис. 1,1.2, Дождитесь, пока давление в ресивере поднимется до 5 бар, после этого произойдет автоматическое отключение компрессора. Присоединить прилагаемый к стенду дроссель через тройник к штуцеру 26 и датчику давления 27„рис.1.1.2. Закрыть дроссель. Открыть кран 23. Редукционным клапаном 24, рис.1.1.2 поднять давление (вращать ручку по часовой стреле) до 0,5 бар по показаниям датчика 27. Открывая дроссель установить незначительный расход из него, величину которого контролировать по падению давления в ресивере: в течении 30 с давление не должно уменьшаться более, чем на 0,5 бар при давлении в ресивере 5...3,5 бар. Закрыть кран 23, Если за время настройки дросселя давление в реси вере снизилось ниже 4 бар, то дождаться дальнейшего снижения давления до 2 бар и включения компрессора. Дождаться наполнения ресивера до давления 5 бар и автоматического отключения компрессора. В случае, если давление в ресивере после настройки дросселя оказалось выше 4 бар, то также закрыть кран. Выключить тумблер 3, рис.1.1.2 включения компрессора. Записать в таблицу 2,2,1 давление в ресивере рр и температуру Тр. Открыть кран 23, одновременно запустив секундомер. С интервалом в 30 с по секундомеру записывать показания давления в ресивере рр и температуры Тр в таблицу 2.2.1. Эксперимент проводить до снижения давления в ресивере до 0,5...1 бар. Вычислить расход по ресиверу для адиабатического и изотермического истечения: Построить график изменения расхода истечения воздуха в зависимости от давления в ресивере. Сделайте выводы. Таблица 2.2.1

∑iυср. i= Q ⁄((π∙502)⁄106)

Лабораторная работа № 6. Исследование характеристик трубопровода: определение потерь напора по длине, коэффициентовсопротивления и трения Целью данной работы является изучение способа экспериментального определения характеристик трубопроводов различного поперечного сечения и материалов, определение зависимости коэффициента сопротивления трубопровода в зависимости от числа Рейнольдса.Часть 1. Теоретические предпосылки.ВНИМАНИЕ: Датчики работают в системе избыточного давления. Газовые законы и прочие расчетные зависимости приводятся для значений давлений по абсолютной шкале давлений.Потери давления в трубопроводе определяются как разность статических давлений в сечениях 1 и 2 трубопровода.∆p1,2 = pст.2 − pст.2.Потери давления в трубопроводе зависят от скорости течения потока, коэффициента трения, диаметра и длины трубопровода: ∆p= ζ·ρ· 2 υср. 2 где ρ — плотность воздуха в потоке; νср. — средняя скорость потока; ζ — коэффициент сопротивления трубопровода;Коэффициент сопротивления в свою очередь зависит от диаметра, длины и коэффициента трения трубопровода. С учетом взаимосвязи указанных параметров: ζ= λ∙ L , dгде λ — коэффициент трения; d —диаметр трубопровода; L — длина трубопровода (для части экспериментальной 2, 3 и 4 длины и диаметры различны).Средняя скорость потока вычисляется с использованием значений расхода воздуха, получаемого по графику зависимости подачи вентилятора в функции полного давления вентилятора и частоты вращения (график должен быть получен в работе №.12): ????ср. = 4 ∙ ????∑ ???? ∙ ????2 Вычислить значение средней скорости и, потока воздуха для трубопровода. Вычислить значение числа Рейнольдса (Re) для потока: Re= ????ср. · ???? · ???? ????дГде μд — динамическая вязкость воздуха μд = 0,0182·10-3Па·с. Часть 2. Экспериментальные исследование характеристики трубопровода круглого сечения для системы низкого давления. В данной работе необходимо использовать график изменения подачи вентилятора в зависимости от давления на выходе вентилятора при различных фиксированных частотах его вращения, полученный в работе № 12. Полностью открыть заслонку (поз.18, рис.1.1.1) на стенде. Сопротивление трубопровода в этом случае минимально. Диаметр трубопровода d=100 мм. З. Включить тумблер питания системы управления. Выждать время (ориентировочно 30 с) для выхода измерительных датчиков (поз. 6, 7, 9, 10, 11, 13, 14, рис.1.1.2) в требуемый режим работы. Повернуть рукоятку 17 (рис.1.1.2) управления вентилятором по часовой стрелке полностью. Вентилятор разгонится до максимальных оборотов. Индикатор 2 (рис.1.1.2) будет показывать частоту вращения вала вентилятора п, об/с. Данный режим работы будет соответствовать максимальной подаче вентилятора в данный трубопровод. Осуществить подключение трубок Пито: выходы статического давления трубок Пито №1 и №2 подключить следующим образом: к входу «+» датчика 18 выход трубки Пито №1, к входу « — » датчика 18 выход трубки пито №2. Выход статического давления трубки Пито №1 через тройник к входу «+» датчика 19. Выполнить измерения разности статического давления в центре потока (трубопровода) в сечении трубки Пито №1 и трубки Пито №2. Данные занести в таблицу 2.6.2.1. Рассчитать значения всех параметров, указанных в таблице. Данные исследуемого трубопровода: L=990 мм; d=100мм. Повторите эксперименты для всех частот вращения вентилятора в соответствии с данными таблицы 2.6.2.1. Постройте графики следующих зависимостей: — величина потерь давления в трубопроводе в функции величины расхода через него; коэффициента сопротивления в функции числа Рейнольдса; Номер опыта 1 2 3 4 5 Обороты давления, n , об/мин Предельнаяхарактенристика 2000 1500 1000 600 Потери давления натрубопроводе, ∆p1,2 , Па Полное давление вентилятора,Па, pвент. Расход потока воздуха Q∑ ,м3/с. Средняя скорость потока м/с:υср. Значение числа Рейнольдса Значение коэффициентасопротивления ζ Значение коэффициентатрения λ коэффициента трения в функции числа Рейнольдса. Таблица 2.6.2.1. 2.6.3. Часть 2. Исследование характеристики трубопровода круглого сечения в системе «высокого давления» ВНИМАНИЕ: Датчики работают в системе избыточного давления. Газовые законы и прочие расчетные зависимости приводятся для значений авлений по абсолютной шкале давлений. Включить тумблер питания системы управления. Выждать время (ориентировочно 30 с) для выхода измерительных датчиков (поз. 6, 7, 9, 10, 11, 13, 14, рис.1.2) в требуемый режим работы. Закрыть кран поз.23, рис.1.1.2. Редукционным клапаном 24, рис.1.1.2 полностью снизить давление на выходе, вращая регулировочную головку против часовой стрелки до упора. Включите компрессор подачи воздуха в ресивер тумблером 3, рис,1.1.2. Дождаться пока давление в ресивере поднимется до 5 бар по датчику 15, рис.1..1.2, после этого произойдет автоматическое отключение компрессора. Собрать схему: к штуцеру 26, рис.1.1.2, подключить трубопровод (ТР3), один из штуцеров, поз.6(рис1.1,1), Второй штуцер поз.6 подключить к датчику давления 22 и через тройник соединить его с входом датчика 6 обозначенному «+». Второй вход датчика 6, обозначенного знаком « — » подключить к выходу трубопровода, т.е. одному из штуцеров 7(рис1.1.1). Ко второму штуцеру 7 присоединить трубку для обеспечения истечения воздуха в атмосферу. Открыть кран 23. Редукционным клапаном 24 плавно вращая регулировочную головку по часовой стрелке установить значение расхода Q через трубопровод в соответствии с данными таблицы 2.6.3.1. Контролировать величину расхода по датчику 25, рис.1.1.2. Записать в таблицу 2.6.3.1 значение давления на входе в трубопровод р

Часть 1. Исследование характеристики диафрагмы Включить тумблер питания системы управления. Выждать время (ориентировочно 30 с) для выхода измерительных датчиков (поз. 6, 7, 9, 10, 11, 13, 14, рис.1.2) в требуемый режим работы. Закрыть кран поз.23, рис.1.1.2. Редукционным клапаном 24, рис.1.1.2 полностью снизить давление на выходе, вращая регулировочную головку против часовой стрелки до упора. Включите компрессор подачи воздуха в ресивер тумблером 3, рис.1.1.2. Дождаться пока давление в ресивере поднимется до 5 бар по датчику 15, рис.1.1.2, после этого произойдет автоматическое отключение компрессора. Собрать схему: к штуцеру 26, рис.1.1.2, подключить трубопровод 5, рис,1.1.1, рис.2.8.1. через правый торцевой штуцер 13 на трубопроводе. Штуцер 11 подключить к датчику 22, и через тройник соединить его с входом датчика 6 также обозначенному «+». Второй вход датчика 6, рис.1.1.2, обозначенного знаком « — » подключить к штуцеру 9, рис.2.8.1 и через тройник к входу датчика 7 (рис.1.1.2), обозначенному знаком «+». Данный датчик будет показывать величину давления за диафрагмой рст.2 по отношению к давлению окружающей среды. Открыть кран 23. Редукционным клапаном 24 плавно вращая регулировочную головку по часовой стрелке установить значение расхода О через трубопровод и диафрагму в соответствии с данными таблицы 2.7.1. Контролировать величину расхода по датчику 25, рис.1.1.2. Записать в таблицу 2.8.1 значение давления перед диафрагмой р

???? = 4 ∙ ???? ∙ ????0

Re= (ν·d·ρ2)

= ζ·ρ·1

Часть 2. Экспериментальные исследования. Режим течения при постоянном давлении перед дросселем (отверстием в тонкой стенке)/


∑j
Q = ∑ ????????,????


????=1

  1. Полностью открыть заслонку (поз.18, рис.1.1.1) на стенде. Сопротивление трубопровода в этом случае минимально. Диаметр трубопровода d=100 мм.

  2. Включить тумблер питания системы управления. Выждать время (ориентировочно 30 с) для выхода измерительных датчиков (поз. 6, 7, 9, 10, 11, 13, 14, рис.1.1.2) в требуемый режим работы.

  3. Повернуть рукоятку 17 (рис.1.1.2) управления вентилятором по часовой стрелке полностью. Вентилятор разгонится до максимальных оборотов. Индикатор 2 (рис.1.1.2) будет показывать частоту вращения вала вентилятора п, об/с. Данный режим работы будет соответствовать максимальной подаче вентилятора в данный трубопровод.

  4. Подключить гибкие трубки к выходам трубки Пито №1 (поз.14, рис.1.1.1) и №2 (поз.17, рис,1.1.1). Вторым концом гибкие трубки подключить к датчику перепада давления №1 (поз.18, рис.1.1.2): выход статического давления трубки Пито №1 к входу датчика №1 «+», вход датчика №1 « — » оставить соединенным с атмосферой; выход статического давления трубки Пито №2 к входу датчика №2 (поз.19, рис.1.1.2) «+»„вход датчика №2 « — » оставить соединенным с атмосферой.

  5. Выполнить измерения статического давления в различных сечениях трубопровода в соответствии с таблицей 2.4.2.1 и 2.4.2.2 для соответствующих положений трубки Пито №1 и №2. Для достижения наилучших результатов плоскость оси трубки Пито должна находится в плоскости оси трубопровода.

  6. Измеренные значения статических давлений и координат расположения трубки Пито занести в таблицу 2.4.2.1 и 2.4,2.2. Подключить гибкие трубки к выходам трубки Пито №1 и №2. Вторым концом гибкие трубки подключить к датчику перепада давления №1: выход полного давления трубки Пито №1 к входу датчика

№1 «+», выход статического давления к входу датчика №1 « — »; выход полного давления трубки Пито №2 к входу датчика №2 «+», выход статического давления трубки Пито №2 к входу датчика №2 « — ».

  1. Выполнить измерения динамического давления в соответствии с таблицей 2.4.2.1 и 2.4.2.2 для соответствующих положений трубки Пито №1 и №2. Для достижения наилучших результатов плоскость оси трубки Пито должна находится в плоскости оси трубопровода.

  2. Измеренные значения давлений и координат расположения трубки Пито занести в таблицу 2.4.2.1 и 2.4.2.2.

Средняя скорость потока в трубопроводе вычисляется:


∑i
υср. i= Q ⁄((π∙502)⁄106)



Вычислить значение расхода Q∑i и средней скорости υср.i потока воздуха для каждого сечения трубопровода. Значения должны совпадать.

Вычислить значение числа Рейнольдса (Re) для потока:



????????????

= ????ср.???? ∙ ???? ∙ ????

????д


Re, = '"', где μд— динамическая вязкость воздуха: μд = 0,0182·10-3Па·с.

  1. Регулировкой оборотов вентилятора уменьшите обороты вентилятора ориентировочно до значения 18 об/с. Повторите эксперименты по вышеприведенной методике для новой частоты вращения вентилятора. Заполните таблицы вида 2.4.2.1 и 2.4.2.2.

  2. Построить профиль скоростей воздуха по поперечному сечению трубопровода и сделать выводы. Оценить погрешность измерения расхода, определяемого по описанной методике путем сравнения результатов измерений в двух сечениях трубопровода.



Таблица 2.4.2.1


Обороты вентилятора n =_

Сечение трубопровода № 1


Номер i кольца, выделенного в

поперечном сечении трубопровода
1
2
3
4
5

Средний радиус ri кольца, выделенного

в поперечном сечении трубопровода
0
10
20
30
40

Значение статического давления рст.i, Па















Значение динамического давления рдин.i,

Па:















Плотность воздуха рст.i















Скорость потока в i — ом кольце, м/с:νi















Значение расхода воздуха на выходе

вентилятора в каждом кольце Qi, м3/с.
















Суммарный расход воздуха для сечения №1 Q∑1 =

Среднее значение скорости в сечении трубопровода №1 υср.1 = Значение числа Рейнольдса для сечения №1 Re1 =

Максимальное значение скорости в сечении трубопровода №1 υMAX1 =
Таблица 2.4.2.2

Сечение трубопровода № 2


Номер i кольца, выделенного в

поперечном сечении трубопровода
1
2
3
4
5

Средний радиус ri кольца, выделенного

в поперечном сечении трубопровода
0
10
20
30
40

Значение статического давления рст.i, Па















Значение динамического давления рдин.i,















Па:















Плотность воздуха рст.i















Скорость потока в i — ом кольце, м/с:νi















Значение расхода воздуха на выходе

вентилятора в каждом кольце Qi, м3/с.
















Суммарный расход воздуха для сечения №1 Q∑2 =

Среднее значение скорости в сечении трубопровода №1 υср.2 = Значение числа Рейнольдса для сечения №1 Re2 =

Максимальное значение скорости в сечении трубопровода №1 υMAX2 =

    1. Лабораторная работа №5. Изучение способа определении расхода сиспользованием трубки Пито



Цель работы: экспериментальное измерение расхода воздуха втрубопроводе с помощью трубки Пито.

      1. Теоретические предпосылки к выполнению работы


См. теорию к лабораторной работе 2.4.

  1. Полностью открыть заслонку (поз.18, рис.1.1.1) на стенде. Сопротивление трубопровода в этом случае минимально. Диаметр трубопровода d=100 мм.

  2. Включить тумблер питания системы управления. Выждать время (ориентировочно 30 с) для выхода измерительных датчиков (поз. 6, 7, 9, 10, 11, 13, 14, рис.1.1.2) в требуемый режим работы.

  3. Подключить гибкие трубки к выходам трубки Пито №2 (поз.14, рис.1.1.1) и №2 (поз.17, рис.1.1.1). Вторым концом гибкие трубки подключить к датчикам перепада давления №1 и №2 (поз.l8, рис.1.1.2): выход статического давления трубки Пито

№1 к входу датчика №1 «+», вход датчика №1 « — » оставить соединенным с атмосферой; выход статического давления трубки Пито к входу датчика №2 (поз.19, рис.1.1.2) « — »; выход полного давления трубки Пито к входу датчика №2 (поз.19, рис.1.1.2) <<+» Выполнить измерения статического давления в различных сечениях трубопровода в соответствии с таблицей 2.4.2.1 и 2.4.2.2 для соответствующих положений трубки Пито №2. Для достижения наилучших результатов плоскость оси трубки Пито должна находиться в плоскости оси трубопровода.

  1. Повернуть рукоятку 17 (рис.1,1.2) управления вентилятором по часовой стрелке полностью. Вентилятор разгонится до максимальных оборотов, Индикатор 2 (рис.1.1.2) будет показывать частоту вращения вала вентилятора п, об/с. Данный режим работы будет соответствовать максимальной подаче вентилятора в данный трубопровод.

  2. По формулам, приведенным в лабораторной работе №4, рассчитать расход воздуха для данной частоты вращения вентилятора. Вычислить среднюю скорость движения воздуха по трубопроводу. Значения расхода Q, максимальной скорости υmax и средней скорости υср занести в таблицу 2.5.1.

  3. Регулировкой оборотов вентилятора уменьшите обороты вентилятора ориентировочно на 5 об/с, Повторите эксперименты по вышеприведенной методике для новой частоты вращения вентилятора. Заполните таблицы вида 2.4.2,1 и 2.4.2.2. Эксперименты провести до частоты вращения 10 об/с.

  4. Построить график зависимости расхода от максимальной скорости в трубопроводе, сделать выводы о возможности и точности измерения расхода воздуха по контролю скорости (динамического давления) на оси трубопровода.


Таблица 2.5.1. Результаты измерений

Обороты

вентилятора, об/с
Расход Q, л/с
Максимальная

скорость υMAX, м/с
Средняя скорость

υср, м/с


















































































































































Следующей провести лабораторную работу №12 так как её результаты используются в последующих лабораторных работах.

    1. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Смотрите также файлы