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: 139

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)/

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




  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 левый штуцер на емкости (ресивере) 16 и через тройник соединить его с датчиком давления 21 (рис.1.1.2), давление р1. Штуцер, расположенный в правой части ресивера 16 (рис.1.1.1) подключить к датчику 27 (рис.1.1.2), давление р2. К штуцеру, расположенному на выходе из емкости 16, перед краном 10 подключить дроссель.

  4. Закрыть кран 10 и дроссель. Открыть кран 23 (рис.1,1.2) и начать плавно поднимать давление в емкости 16 с помощью редукционного клапана. При достижении давления р1=2,2 бар по датчику 21 прекратить дальнейший подъем давления редукционным клапаном. Дождаться выравнивания давления в правой и

левой частях емкости 16. Выравнивание давлений происходит за счет установки в емкости диафрагмы с дросселирующим отверстием диаметром 0,7 мм.

  1. ВНИМАНИЕ! Давление не должно повышаться более 2,5 бар в целях безопасности.


  2. После выравнивания давления р1=р2 записать данные по давлению в таблицу 2.11.1.

  3. Медленно открывая дроссель записывать показания расходомера Q и давлений одновременно.

  4. При начале снижения давления р1 в левой части емкости более чем на 0,2 бар эксперимент прекратить. Построить график зависимости расхода через отверстие в стенке емкости в зависимости от давления р2 при допущении о постоянном давлении р1 на входе.

Таблица 2.11.1.


Номер опыта
1
2
3
4
5

Расход по расходомеру, Q,

л/мин















Давление перед диафрагмой p1, бар















Давление за диафрагмой,

p2, бар

















2.10.3. Часть 3. Экспериментальные исследования. Режим течения при переменном давлении перед дросселем и истечении в атмосферу




  1. Включить тумблер питания системы управления. Выждать время (ориентировочно 30 с) для выхода измерительных датчиков (поз. 6, 7, 9, 10, 11, 13, 14, рис.1,1.2) 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 левый штуцер на емкости (ресивере) 16 и через тройник соединить его с датчиком давления 21 (рис.1.1.2), давление р1. Штуцер, расположенный в правой части ресивера 16 (рис.1.1.1) подключить к датчику 27 (рис.1.1,2), давление р2.

  4. Открыть кран 10. Открыть кран 23 (рис.1,1.2) и начать плавно поднимать давление в емкости 16 с помощью редукционного клапана. При этом записывать показания давления р1 в левой части емкости, давления р2 (должно быть атмосферным и величины расхода Q по показаниям расходомера.

  5. ВНИМАНИЕ! Давление не должно повышаться более 2,5 бар в целях безопасности.


  6. Построить график зависимости расхода через отверстие в стенке емкости в зависимости от давления р1 при допущении о постоянном давлении р2 на выходе.

Таблица 2.10.1.

Номер опыта
1
2
3
4
5

Расход по расходомеру, Q,

л/мин















Давление перед

диафрагмой p1, бар















Давление за диафрагмой,

p2, бар

















    1. Лабораторная работа №12. Изучение характеристик вентилятора (воздуходувки)


Целью данной работы является изучение способа экспериментального получения характеристик вентилятора и исследование собственно характеристики на различных режимах работы вентилятора.

Результаты данной работы а именно график предельной внешней характеристики вентилятора используется в дальнейших работах для косвенного определения расхода воздуха в системе при известном давлении на выходе вентилятора.

Работа выполняется по мето ике и ентичной мето ике аботы №4. В аботе п инимается оп ение о постоянстве плотности в оль и попе ек потока воз а и авенстве значения плотности потока см. ез льтаты аботы№4 плотности п ино мальном атмос е ном авлении. Обработку результатов выполнить в соответствии с расчетными зависимостями, приведенными в работе №4.

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


  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. б, 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 n, об/с. Данный режим работы будет соответствовать максимальной подаче вентилятора в данный трубопровод.

Таблица 2.12.1
Обороты вентилятора n =


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, Па















Значение динамического

давления рдин, Па:















Скорость потока в i — ом

кольце, м/с:νi;















Значение расхода воздуха на выходе вентилятора в

каждом кольце Qi, м3/с.
















Суммарный расход воздуха Q∑=_

  1. последовательно закрывать заслонку на величину„ориентировочно равную 15º, 30º, 45º, 60º, 75º, 90º. Повторить опыты по п. 1...5 для всех положений заслонки. Результаты заносить в таблицы вида 2.12.1.

  2. Обобщенные результаты занести в таблицу 2.12.2. В качестве допущения принимается равенство динамического давления в первом сечении трубопровода, втором и на входе, исходя из условия неразрывности потока и одинакового значения расхода воздуха по всем сечениям. Исходя из этого, можно утверждать, что полное давление (напор) вентилятора равен статическому избыточному давлению на выходе вентилятора. Полученная характеристика вентилятора является предельной характеристикой.

Таблица 2.12.2.


Обороты вентилятора,

n, об/мин


















Полное давление

вентилятора, Па, p∑ =pст


















Подача вентилятора,

м3/с, Q∑




















  1. Используя методику и последовательность поведения экспериментов в соответствии с п.1...7 провести исследования и получить характеристики при частотах вращения вентилятора 600, 1000, 1500, 2000 об/мин. При проведении экспериментов частоту вращения корректировать для различных положений заслонки и поддерживать постоянной.

  2. построить семейство характеристик вентилятора для различных постоянных частот вращения

    1. Лабораторная работа №l3. Исследование характеристик компрессора


Цель работы: Изучение метода определекния характеристики компресора с использованием емкости в качестве расходомера и нагрузочного устройства.


  1. 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.

  2. При наличии в ресивере сжатого воздуха выключить компрессор тумблером 3 выпустить воздух из ресивера до снижения давления в нем до 0,2..0,3 бар. Для выпуска воздуха подключить дроссель к штуцеру 2б и закрыть его. Открыть кран

23. Закрутить редукционный клапан для повышения давления. Постепенно открывая дроссель выпустить воздух из ресивера до снижения давления в нем до значений 0,2..0,3 бар.

  1. Закрыть кран 23.

  2. Одновременно включить секундомер и компрессор.

  3. Записывать с интервалом времени 20с показания датчика давления 15 (рp ), датчика температуры воздуха в ресивере 12 (Tp), значение потребляемого тока (I) по прибору источника питания 20 (рис1.1.2), напряжение питания компрессора U rro индикатору 4 (рис.1.1.2), частоту вращения вала компрессора n об/с по индикатору 5 (рис.1.1.2). Одновременное считывание всех показаний возможно при проведении лабораторной работы учащимися в количестве 5 человек. При этом каждый учащийся записывает одно из показаний приборов. Теория определения расхода (подачи) компрессора по изменению давления в ресивере описана в работе

№2. Расчет потребляемой электрической мощности осуществляется NЭ=U·I.

  1. Более целесообразно проводить данную лабораторную работу с применением компьютера. Программа позволяет осуществить сбор данных и их обработку. Для усвоения учащимися методики расчета можно использовать экспериментальные данные, записанные на ПК для ручного расчета, хотя бы одной точки.

Смотрите также файлы