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: 134

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)/


ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра теплотехники и теплоэнергетики


Допущены

к проведению занятий в 2018-2019 уч.году Заведующий кафедрой

профессор

В.А.Лебедев

«» сентября 2018 г.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

для проведения лабораторных занятий со студентами по дисциплине



«ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ И НАГНЕТАТЕЛИ»

Специальность (направление подготовки): 13.03.01.«Теплоэнергетика и теплотехника»

Специализация (профиль): Энергообеспечение предприятий

Разработал: доцент СпесивцевБ.И.


Обсуждены и одобрены на заседании кафедры Протокол № 10 от 19 сентября 2018 г.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2018


Часть 1. Лабораторные работы №1,2,3,4,12,13.

1.4.1 Конструкция стенда представлена на рис.1.1.1 — 1.1.5.



Рисунок 1,1.1 Стенд. Общий вид: 1 — вентилятор (система низкого давления), 2 — рама стенда; 3 — исследуемый сложный трубопровод с плавным изменением сечения (ТР2); 4 — панель приборов; 5 — исследуемый сложный трубопровод с местными сопротивлениями (TP1); 6, 7 — вход и выход (по два штуцер а) исследуемого трубопровода (TP3) для определения потерь давления (энергии) по длине с внутренним сечением 4 мм, длина L=5,8м; 8, 9 — вход и выход (по два штуцера) исследуемого трубопровода (TP4) для определения потерь давления (энергии) по длине с внутренним сечением 7,8 мм; длина L-27 м; 10 — кран ресивера исследования режимов истечения воздуха; 11 — колесо; 12 — переход; 13— выпрямитель потока; 14 — трубка Пито №1; 15 — исследуемый трубопровод внутренним диаметром d=100 мм; 16 — ресивер исследования режимов истечения воздуха; 17 — трубка Пито №2; 18 — исследуемая
заслонка.

  1. Общие сведения об изделии


    1. Стенд учебный ОГД-09-11ЛР-01 «Основы газовой динамики» предназначен для проведения лабораторных работ по изучению процессов течения воздуха при различных уровнях давления через устройства и приборы, применяемые в системах

вентиляции, газоснабжения и пневмоавтоматике; определения сопротивления различных элементов воздушных систем. Одновременно работы проводятся с группой из 2...3 обучаемых человека.

Лабораторные работы проводятся в соответствии с данными методическими материалами и руководством по эксплуатации ОГД-09-11ЛР-01.000.000 РЭ.

    1. Стенд позволяет задавать и определять температуру, давление и расход воздуха в определенных точках системы, в соответствии с перечнем лаюораторных работ.

Замер температуры воздуха осуществляется с помощью термоэлектрического преобразователя с вторичными при Давление измеряется с помощью дифференциальных датчиков давления и датчиков избыточного давления с цифровой индикацией показаний. бором индикатором.

Расход воздуха измеряется по скоростному напору, измеряемому с помощью трубок Пито и дифференциальных датчиков давления и с помощью стандартных измерительных устройств.

    1. Основные технические характеристики



Напряжение питания, В
220

Частота питающей сети, Гц
50

Потребляемая мощность, не более, кВт
1,0

Длина
2200

Ширина
610

Высота
1650

Масса, не более, кг
70





Рисунок 1.1.2. Панель управления: 1 — тумблер включения питания системы управления; 2 — индикатор частоты вращения вентилятора, об/с; 3— тумблер включения компрессора высокого давления; 4 — индикатор напряжения питания компрессора; 5 — индикатор частоты вращения вала компрессора; 6 — индикатор датчика перепада давления 50 кПа с двумя выходными штуцерами; 7, 9, 10„11, 13, 14 — индикатор датчика перепада давления 100 кПа с
двумя выходными; 8 — индикатор температуры корпуса компрессора; 12 — индикатор температуры

воздуха в ресивере (ресивер с тыльной стороны стенда); 15 — датчик избыточного давления воздуха в ресивере; 16 — аварийный выключатель с фиксацией; 17 — выключатель— регулятор вентилятора; 18, 19 — датчики перепада давления DPT c максимальным диапазоном 1000 Па; 20 — блок питания компрессора с индикацией потребляемого тока; 21 — датчик избыточного давления с диапазоном измерения 1 МПа; 22 — датчик избыточного давления с диапазоном измерения 100 кПа; 23 — кран {BH1) подачи воздуха из ресивера в систему; 24 — клапан редукционный (КР) регулировки давления выхода; 25 — датчик расхода фирмы SMC; 26 — штуцер отбора воздуха для исследований из системы «компрессор — ресивер — клапан редукционный — расходомер»; 27 — датчик избыточного давления с диапазоном измерения 1Мпа;


Рисунок 1.1.3. Вид на кронштейн трубки Пито: 53, 57 — шланг отбора давления; 54

  • штуцер полного давления; 55 — шкала положения трубки Пито в трубопроводе; 56 — штуцер статического давления.


Рисунок 1.1.4. Пример подключения тройника для соединения выходов измерительных приборов давления



Рисунок 1.1.5. Пример подключения тройника для подключения нагрузочного дросселя с контролем давления перед ним: 1 — тройник; 2— дроссель (при подключении обратить внимание на направление его включения)

1.2.1 Подключение стенда к сети и подготовка к работе.

1.2.1.1 Используемая сеть должна иметь заземляющий провод. Заземление осуществляется через вилку сетевого шнура. Включить вилку стенда в розетку однофазной сети.

        1. Открыть все заслонки стенда.

        2. Защитный автомат питания установлен на панели управления, слева. Включить автомат питания. Включить тумблер «Питание системы управления». Поворотом ручки управления вентилятора установить требуемую частоту вращения вала вентилятора. Контроль оборотов вентилятора осуществляется по индикатору частоты вращения в об/с.

        3. Включение компрессора системы «высокого давления» осуществляется тумблером на пульте управления. При достижении давления в ресивере равным 5 бар компрессор отключается, при снижении до 2 бар включается вновь. На компрессоре установлена температурная защита. При нагреве корпуса компрессора выше 90 С компрессор отключается.

        4. Измерение давления. Для измерения перепада давления в двух точках в

«системе низкого давления» необходимо подключить гибкими трубками соответствующие точки к датчикам марки DPT. Для измерения избыточного давления (по отношению к атмосферному) необходимо подключить к датчику только одну точку, в которой необходимо измерить давление.

Для измерения перепада давления в двух точках в «системе высокого давления» необходимо подключить гибкими трубками соответствующие точки к датчикам с диапазоном измерения 50 или 100 кПа, Измерение избыточного давления в одной точке осуществляется датчиками с диапазоном измерения 100 кПа или 1 МПа. Для измерения избыточного давления (по отношению к атмосферному) необходимо подключить к датчику только одну точку, в которой необходимо измерить давление.

Точки отбора давления (кроме трубок Пито) снабжены штуцерами с быстроразъемными соединениями со встроенными обратными клапанами.

Внутри быстроразъемного соединения (штуцера) имеется уплотнительное резиновое кольцо и автоматически закрывающий обратный клапан. Для измерения необходимо гибкую трубку вставить в штуцер и продвинуть ее до открытия клапана.

В связи с наличием уплотнения при установке трубки необходимо преодолеть некоторое (незначительное) усилие. Для извлечения трубки из штуцера необходимо нажать на синее пластиковое кольцо штуцера в направлении к корпусу штуцер а и одновременно вытягивать трубочку из соединения. При нажатии на

кольцо разжимается цанговый зажим, удерживающий трубку, и трубка может быть извлечена из штуцера.

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



  1. Лабораторные работы


    1. Лабораторная работа №1. Изучение приборов и методов определения давления



.Цель работы Изучение приборов для измерения давления, методы измерения давления, понятие класса точности прибора, сравнение показаний приборов различного типа.

      1. Теоретические основы


Пьезорезистивный датчик давления с встроенной электронной частьюи получившего из-за этого название преобразователя давления показан нарисунке 2.1.1.




Рисунок 2.1.1. Внешний вид дифференциального преобразователя давлений Внутреннее устройство датчика показано на рисунке 2.1.2.


Рисунок 2.1.2. Конструкция преобразователя давления
Работает датчик следующим образом: давление через защитный слой кремнийсодержащего геля передается на чувствительный элемент датчика— кремниевый интегральный преобразователь давления (ИПД}, представляющий собой мембрану из монокристаллического кремния с диффузионными пьезорезисторами, подключенными в мост Уинстона. Чувствительным элементом служит кристалл ИПД, установленный на диэлектрическое основание с использованием легкоплавкого стекла или методом анодного сращивания. На этом же кристалле выполнена интегральная микросхема усилителя сигнала с пьезорезисторов.

Провода внутренней разводки также находятся в слое кремнийсодержащего геля, обеспечивающего их изоляцию, и предназначены для электропитания усилителя сигнала и передачи выходного сигнала.

В случае, если датчики предназначены для измерения давления агрессивных сред, то вместо защитного геля применяется металлическая мембрана, пространство между которой и датчиком заполняется силиконовым маслом.

К преобразователю давления присоединяется вторичный электронный прибор, измеряющий сигнал с преобразователя и переводящий его в значения давления.

Смотрите также файлы