Файл: Механика жидкости и газа вариант 2.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.11.2023

Просмотров: 41

Скачиваний: 2

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

М ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»
Архитектурно-строительный институт

(наименование института полностью)


Центр архитектурных, конструктивных решений и организации строительства

(Наименование учебного структурного подразделения)

08.03.01 Строительство

(код и наименование направления подготовки, специальности)

Промышленное и гражданское строительство

(направленность (профиль) / специализация)


Практическое задание №2
по учебному курсу «Механика жидкости и газа»

(наименование учебного курса)
Вариант 2


Студент









(И.О. Фамилия)



Группа















Преподаватель

Сайриддинов Сайриддин Шахобович






(И.О. Фамилия)




Тольятти 2023

Задание 2. Определение расхода воздуха через канал с конфузорно-диффузорной вставкой


    1. Описание задачи

Необходимо произвести обработку экспериментальных данных, определить расход воздуха через два заданных канала, например, в одну и другую сторону, и определить, на сколько отличается расход воздуха через один канал по отношению к расходу через другой заданный канал, построить график зависимости расхода воздуха от перепада давлений, сделать вывод.


Экспериментальные исследования пропускной способности впускных каналов различной конфигурации проводились при стационарном режиме течения на вакуумной установке (рисунок 2), включающей вакуумный насос 1, трубопровод 2, вакуумметр 3, ртутный манометр 4 и сопло Лаваля 5, входная часть которого конфузор (сужающийся канал) под углом 60°, а выходная часть – диффузор (расширяющийся канал) с углом раскрытия 14° с входным и выходным диаметрами 42 и 30 мм и внутренним диаметром в критическом сечении 12 мм. Перед входом в данное сопло устанавливались исследуемые каналы с входным и выходным диаметрами 29 мм, сужающиеся и расширяющиеся под углом 60 и 15°, с разным внутренним диаметром: 10, 12, 14 и 19 мм и другие каналы при различном перепаде давлений в стационарном режиме течения. Пример данного канала представлен на рисунке 3. При этом замер давления для расчета расхода воздуха производился в критическом сечении сопла 5 с помощью ртутного манометра 4.

Воздух в систему каналов поступал из атмосферы, т. е. на входе было атмосферное давление p* (1 бар), на выходе – разрежение (pсист.) варьировалось перепуском воздуха в системе от 0,94 до 0,7 бар и замерялось с помощьювакуумметра.


Рисунок 2 – Схема экспериментальной установки для стационарных продувок




Рисунок 3 – Канал с конфузорно-диффузорной вставкой



  1. Исходные данные

Варианты каналов и значения давлений в критическом сечении сопла для расчета расхода воздуха при различном перепаде давлений Δp=pсист./p* (отношении разрежения в системе к давлению окружающей среды) представлены в таблице 2.1. Исходные данные давления и температуры окружающей среды представлены в таблице 2.2. Варианты заданий даны в таблице 2.3. Номер варианта определяется по первой букве фамилии студента.

Номера каналов соответствуют следующим каналам, установленным на входе перед измерительным соплом:

3) Канал с конфузорно-диффузорной вставкой d=10 мм с конусными участками 60 и 15 градусов;

4) Канал с конфузорно-диффузорной вставкой d=10 мм с конусными участками 15 и 60 градусов;
Таблица 2.1 – Варианты исследуемых каналов и замеренные значения давлений в критическом сечении сопла p, мм рт. ст.

Δp

№ канала

0,94

0,92

0,9

0,88

0,86

0,84

0,82

0,8

0,78

0,75

0,7

3
43
57
72
83
94
103
113
124
133
146
170

4
30
39
50
63
73
86
100
111
123
140
170


Таблица 2.2 – Давление и температура окружающей среды


№ канала
p*, мм рт. ст.
Т*, К

1, 2,3,4
764
296


Таблица 2.3 – Варианты заданий


Первая буква фамилии студента


Вариант

Номера каналов для расчета из таблицы 2.1

Г,Д,Е
02
3,4

  1. Порядок выполнения задания

Расход воздуха G, кг/с, для каждого замеренного значения давления в критическом сечении сопла с учетом исходных данных определяем по формуле

(2.1)

где ρ – плотность воздуха в критическом сечении измеряемого сопла, кг/м3;

w – скорость воздуха в критическом сечении сопла, м/с;

f – площадь критического сечения сопла, м2.

Площадь критического сечения сопла f, м2, равна:

(2.2)


где d – диаметр измерительного сопла в критическом сечении, м; d = 0,012 м.

Плотность и скорость воздуха находим через газодинамические функции[43].

  1. Определяем приведенное давление πk по формуле

(2.3)























где p – измеренное давление в критическом сечении сопла (по ртутному манометру), мм рт. ст.;

p* – давление окружающей среды, замеренное по барометру, мм рт. ст.

  1. Определяем температуру воздуха в критическом сечении мерного сопла T, К, по формуле

(2.4)























где Т* – температура окружающей среды, К;

k – показатель адиабаты, для воздуха k=1,4.


  1. Определяем число Маха M по формуле

(2.5)























  1. Определяем скорость звука a, м/с, по формуле

(2.6)























где R – газовая постоянная, для воздуха R = 287 Дж/кг∙К.

  1. Определяем скорость воздуха в критическом сечении w, м/с, по формуле

(2.7)













Смотрите также файлы