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: 138

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)/



Приборы могут быть скомпонованы в едином корпусе или смонтированы по отдельности.

Экспериментальная часть. 2.1.2.




Данная работа является подготовительной для проведения следующих работ с измерениями давлений.

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

  2. Включить тумблер питания системы управления. Выждать время (ориентировочно 30 сек) для выхода измерительных датчиков (поз. 6, 7, 9, 10, 11, 13, 14, рис.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. Прибор 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.

  4. Подключить гибкие трубки к выходам трубки Пито №1 (поз.14, 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.

  1. Записать показания датчиков перепада давления в таблицу 1.1.1 под номером опыта 1.

  2. Подключить гибкие трубки к выходам трубки Пито №1, Вторым концом трубки подключить к датчику перепада давления №1 (поз,18, рис.1.1.2): выход полного давления трубки Пито №1 к входу «+» датчика №1 (поз.18, рис.1.1.2). Используя прилагаемый тройник подключить датчик перепада давления №2 (поз.19, рис.1.1.2): входом «+» с датчиком перепада давления №1 (поз.18, рис.1.1.2) со знаком «−» и соединить эти входы датчиков давления с выходом статического давления трубки Пито.

Второй вход со знаком «−» датчика перепада давления №2 (поз.19, рис.1.1.2) оставить открытым.
Внимание. При по ключении трубок Пито при проведении всех лабораторных работ соблюдайте оcтоpoжноcть, придерживайте трубки во избежание поломки крепления трубок.

  1. Записать показания датчиков перепада давления в таблицу 1.1.1 под номером опыта 2.

Датчики перепада давления всегда показывают разность давлений двух точек:

Ризм. = р«+»— р«−» где Ризм. — показания прибора; р«+» — значение давления, измеряемое входом прибора «+»;р«−» — значение давления, измеряемое входом прибора « − ».

При проведенных измерениях первый датчик перепада давления показывает разность значений давлений, измеренную по выходам трубки Пито: полное давление — статическое давление.

Второй датчик перепада давления показывает разность значений давлений между давлением в точке отбора давления и атмосферным давлением, т.е. показывает величину избыточного давления, аналогично манометру.


№ опыта
Показания датчика перепада

давления №1
Показания датчика перепада

давления №2

1






2







З.Постепенно закрывайте заслонку (поз,18, рис.1.1.1). Следите за показаниями датчика перепада №1 и 2. Показания должны изменяться,

  1. Запишите значения давлений при закрытии заслонки ориентировочно на угол 45º.

  2. Датчики перепада давления (поз.б, 7, 9, 10, 11, 13, 14, рис. 1.1.2) аналогичны рассмотренным выше. Отличие датчиков в диапазоне измеряемого давления, значения которых указаны на панели приборов.

  3. Указанные датчики применяются для измерения давлений в системе «высокого давления»: определение значение давлений и перепадов на участках сложных трубопроводов и потерь давления по длине на трубопроводах.

  4. Датчики давления (поз.15, 21, 22, 27) предназначены для измерения величин избыточного давления в одной точке.

    1. Лабораторная работа №2. Изучение метода определения расхода воздуха по изменению давления в отсеченном объеме


Цель работы: Изучение метода определения расхода воздуха при его истечении из резервуара известного объема.

ВНИМАНИЕ: датчики работают в системе избыточного авления. Газовые законы и прочие расчетные зависимости приводятся для значений явлений по абсолютной шкале авлений.


      1. Теоретические предпосылки измерения расхода по падению давления в емкости.

Данный метод основан на газовых законах а именно на уравнении Менделеева — Клайперона:
р·V=М·R·Т,

где р — давление газа по шкале абсолютного давления, V — объем занимаемый газом, М — масса газа, Л — газовая постоянная для воздуха, Т—температура газа.

Схема измерения приведена на рисунке 2.2,1. При постоянном объеме сосуда изменение массы газа приводит к изменению его давления и температуры. Таким образом, измеряя давление и температуру для двух состояний газа в емкости через время t можно определить средний объемный расход газа из емкости, приведенный к нормальным условиям:

???? = ???? ( ????1 — ????2 ) 1 ,

∆????

????∙????1

????∙????2

РНУ


где ρНУ— плотность газа при нормальных условиях (давлении 101325 Па и температуре 293K), р1 — давление перед истечением; р2 — давление после истечения, за время ∆t. V =10 л — объем ресивера.


Рисунок 2.2.1. Схема измерения расхода газа по емкости. С учетом, что


НУ
ρ = РНУ ,

????∙ТНУ
получаем ???? = ???? (????1 — ????2) ТНУ

∆????

????1

????2

РНУ


Однако, при применении датчиков температуры с большой инерционностью и больших расходах, т.е. быстром падении давления в ресивере, достоверно измерить возможно только конечное давление. В таком случае принимают какой-либо из законов расширения газа — адиабатический или изотермический.

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



      1. Экспериментальная часть





  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. 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.

  3. 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.

  4. 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.

  5. 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.

  6. Выключить тумблер 3, рис.1.1.2 включения компрессора.

  7. Записать в таблицу 2,2,1 давление в ресивере рр и температуру Тр.

  8. 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.

  9. Эксперимент проводить до снижения давления в ресивере до 0,5...1 бар.

  10. Вычислить расход по ресиверу для адиабатического и изотермического истечения:

  11. Построить график изменения расхода истечения воздуха в зависимости от давления в ресивере. Сделайте выводы.


Таблица 2.2.1

Текущее время, t, с
Текущее значение

давления в ресивере, pp, бар
Текущее значение

температуры в ресивере, Тр, К
Текущее значение

расхода истечения воздуха, Q, л/мин

0









30









60









90









120









150









180









210









240









270









300









330









360































































































    1. Лабораторная работа №3. Изучение метода определения расхода воздуха с использованием расходомера и по падению давления в ресивере


Цель работы. Изучение прибора для измерения расхода газа − термоанемометра, методов измерения расхода, понятие класса точности прибора, сравнение показаний расходомера и расхода, подсчитанного по падению давления в ресивере.

ВНИМАНИЮ: Датчики аботают в системе избыточного давления. Газовые законы и п очие асчетные зависимости приводятся ля значений давлений по абсолютной шкале

Смотрите также файлы