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

• 
  диафрагмы: сечения 11 — 10 — 9, диаметр отверстия 3 мм;
  

• 
  резкого сужения потока: сечения 8 — 7 — б, диаметр 9 мм, сужение до диаметра 3 мм;
  

• 
  резкого расширения потока: сечения 5 — 4 — 3, диаметр 3 мм, расширение до диаметра 9 мм.
  

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

Часть 1. Исследование характеристики диафрагмы

1. 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.

2. 
   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.
   
3. 
   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 р_ст.2 по отношению к давлению окружающей среды.
   
4. 
   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.
   
5. 
   Записать в таблицу 2.8.1 значение давления перед диафрагмой р

В случае падения давления в ресивере и включении компрессора, необходимо закрыть кран 23 на время заполнения рес ивера сжатым воздухом, После остановки компрессора продолжить эксперименты.

8, Рассчитать значения всех параметров, указанных в таблице. Диаметр трубопровода d_тр= 9мм; диаметр отверстия диафрагмы: d₀=Змм.

9. Постройте графики следующих зависимостей при допущении о изотермическом процессе и адиабатическом: — величина потерь давления на диафрагме в функции величины расхода через нее

---

• 
  коэффициента сопротивления в функции числа Рейнольдса;
  
• 
  коэффициента расхода в функции числа Рейнольдса. Сделать выводы.
  

Расчетные зависимости

ВНИМАНИЕ: Датчики работают в системе избыточного давления. Газовые законы и прочие расчетные зависимости приводятся для значений авлений по абсолютной шкале давлений.

Потери давления на диафрагме определяются как разность статических давлений в сечениях перед и за диафрагмой.

^∆p1,2 ^{= p}ст.2 ^{− p}ст.2.

Потери давления на диафрагме зависят от скорости течения потока и соотношения площадей диафрагмы и трубопровода, в котором она установлена. В общем случае экспериментально коэффициент сопротивления диафрагмы может быть найден из зависимости:

∆p_1,2= ζ·ρ·

_????2

2

где р —; u — средняя скорость течения струи в диафрагме; t — коэффициент сопротивления диафрагмы.

Скорость течения струи в диафрагме зависит от условий обтекания стенок диафрагмы и определяется площадью отверстия диафрагму и коэффициентом сжатия струи. Кроме этого происходит снижение плотности потока, что также приводит к увеличению реальной скорости. В качестве допущений принимаем условие, при котором коэффициент сжатия равен 1, а плотность потока струи равна плотности среды, в которую она вытекает, т.е. плотности воздуха в сечении за диафрагмой.

Плотность воздуха за диафрагмой определяем ориентировочно зависимостями для изотермического течения и адиабатического:

изотермическое течение: ^????0 = ^????0 ,

????_????
адиабатическое течение: ^????0



????<sub>????

????0</sub> ????_,

---

_???????? = (_???????? )

где ρ₀ — абсолютное значение атмосферного давления; ρ_{ст.2 −} абсолютное давление за диафрагмой; ρ₁ и ρ₂ — соответственно плотности при нормальных условиях и плотность за диафрагмой; k — показатель адиабаты, k=1,4.

Средняя скорость потока вычисляется с использованием значений расхода воздуха, получаемого по датчику

---

_{???? =} 4 ∙ ???? ∙ ????₀

0
???? ∙ ????² ∙ ????₂


Число Рейнольдса (Re) вычисляется следующим образом:

_Re= (ν·d·ρ₂)

μ_д


Где μ_д — динамическая вязкость воздуха μ_д = 0,0182·10^-3Па·с.

Коэффициент расхода α при принятых допущениях вычисляется:


1

α=

√^ζ


Таблица 2.8.1.

Номер опыта	1	2	3	4	5
Расход по расходомеру, Q, л/мин	10	20	30	40	50
Статистическое давление перед диафрагмой, pст.1 , Па
Статистическое давление за диафрагмой, pст.2 , Па
Плотность струи , ρ, кг/м3
Потери давления на диафрагме, ∆p1,2 , Па
Средняя скорость потока в диафрагме м/с: νср
Значение числа Рейнольдса
Значение коэффициента сопротивления ζ
Значение коэффициента расхода α

---