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: 148

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)/

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


υ
ср.

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 ,


d
где 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. · ???? · ????


????д

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

Часть 2. Экспериментальные исследование характеристики трубопровода круглого сечения для системы низкого давления.





  1. 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.

  2. 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.

  1. 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.

  2. 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.

  3. 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.

  1. Рассчитать значения всех параметров, указанных в таблице. Данные исследуемого трубопровода: L=990 мм; d=100мм.

  2. Повторите эксперименты для всех частот вращения вентилятора в соответствии с данными таблицы 2.6.2.1.

  3. 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
    Предельная

    характенристика
    2000
    1500
    1000
    600

    Потери давления на

    трубопроводе, ∆p1,2 , Па















    Полное давление вентилятора,

    Па, pвент.















    Расход потока воздуха Q∑ ,

    м3/с.















    Средняя скорость потока м/с:

    υср.















    Значение числа Рейнольдса















    Значение коэффициента

    сопротивления ζ















    Значение коэффициента

    трения 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.

  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 (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.

  4. 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.

  5. Записать в таблицу 2.6.3.1 значение давления на входе в трубопровод р
и перепад давления на трубопроводе,
∆pст.

  • Повторить эксперименты для всех значений расхода, указанных в таблице 2.6.3.1.

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

  • Рассчитать значения всех параметров, указанных в таблице. Значение плотности потока воздуха принять средним между плотностью в начале трубопровода и плотностью при атмосферном давлении. Данные исследуемого трубопровода: 6800 мм; d=4мм

  • Постройте графики следующих зависимостей:

    • величина потерь давления в трубопроводе в функции величины расхода через него;

    • коэффициента сопротивления в функции числа Рейнольдса;

    • коэффициента трения в функции числа Рейнольдса.

    1. Повторить эксперимента для трубопровода ТР4. Данные исследуемого трубопровода: L=19300 мм, d = 6 мм. Построить соответствующие графики.

    13. Сделать выводы. Таблица 2.6.3.1.

    Номер опыта
    1
    2
    3
    4
    5

    Расход по расходомеру, Q, л/мин
    10
    20
    30
    40
    50

    Потери давления на

    трубопроводе, ∆p , Па















    Средняя скорость потока м/с:

    υср.















    Значение числа Рейнольдса















    Значение коэффициента

    сопротивления ζ















    Значение коэффициента

    трения λ
















      1. Лабораторная работа №7. Исследование потерь напора на местном сопротивлении — регулируемой задвижке (дросселе). Определение коэффициента сопротивления задвижки, коэффициента расхода.


    Целью данной работы является изучение способа экспериментального определения характеристик регулируемой заслонки.

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





    1. 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. В качестве допущения принимается следующее: динамическое давление перед заслонкой и за ней одинаковы, потери давления на участке от трубки Пито №2 до заслонки незначительны и ими можно пренебречь, давление за заслонкой равно давлению окружающей среды.

    2. Полностью открыть заслонку (поз.18, рис.1.1.1) на стенде. Сопротивление ее в этом случае минимально. Диаметр трубопровода и заслонки d=100 мм.

    3. Включить тумблер питания системы управления. 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.

    4. Подключить выход статического давления трубку Пито №1 к входу «+» датчика давления 18, рис.1.1.2. Второй вход датчика остается свободным и соединенным с окружающей средой. Таким образом, можно считать, что измеряемое датчиком 18 давление является давлением на выходе вентилятора рвент. График зависимости расхода (подачи) вентилятора в функции давления р вент. был получен в работе №12.

    5. Осуществить подключение трубки Пито №2: выход статического давления трубки Пито №2 подключить к входу «+» датчика 19, вход « — » датчика 19 остается свободным, т.е. соединен с окружающей средой. Таким образом датчик давления 19 будет показывать величину разности статического давления Лр на заслонке.

    6. Повторите эксперименты для всех частот вращения вентилятора в соответствии с данными таблицы 2.6.2.1.

    1. Осуществить подключение трубки Пито №2: выход статического давления трубки Пито №2 подключить к входу «+» датчика 19, вход « — » датчика 19 остается свободным, т.е. соединен с окружающей средой. Таким образом датчик давления 19 будет показывать величину разности статического давления Лр на заслонке.

    2. Повторите эксперименты для всех частот вращения вентилятора в соответствии с данными таблицы 2.6.2.1.

    3. Закрыть заслонку поворотом рукоятки ориентировочно на 30º, и на 60º от первоначального положения. Повторить измерения в соответствии с п. 6-10 для каждого значения угла открытия заслонки.

    4. Постройте графики следующих зависимостей:

    • величина потерь давления на заслонке в функции величины расхода через нее при трех значения открытия заслонки;

    • коэффициента сопротивления в функции расхода через заслонку при трех значения открытия заслонки.

    Расчетные зависимости.


    Коэффициент сопротивления приводится к средней скорости течения потока в трубопроводе диаметром, равным диаметру заслонки.





    ∆p= ζ·ρ·



    2


    υ
    ср.

    2



    где p — плотность воздуха в потоке; νср. — средняя скорость потока; ζ — коэффициент сопротивления заслонки.

    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).


    νср.

    = 4 ∙ ????∑


    ???? ∙ ????2


    где d — диаметр заслонки I'd-100мм);

    Таблица 2.7.1.


    Открытие заслонки 100 %


    Номер опыта
    1
    2
    3
    4
    5

    Обороты давления, n , об/мин
    Предельная

    характенристика
    2000
    1500
    1000
    600

    Потери давления, ∆p , Па















    Полное давление вентилятора,

    Па, pвент.















    Расход потока воздуха Q∑ ,

    м3/с (по данным работы №5).















    Средняя скорость потока м/с:

    υср.















    Значение коэффициента

    сопротивления ζ

















      1. Лабораторная работа №8. Исследование потерь напора на местном сопротивлении — диафрагме. Определение коэффициента сопротивления диафрагмы, коэффициента расхода.

      2. Лабораторная работа №9. Исследование потерь напора на местном сопротивлении — резком расширении и резком сулсении. Определение коэффициента сопротивления.

    • Смотрите также файлы