Обработка результатов
1. Определяем абсолютное давление перед соплом Р1, в выходном сечении сопла (на срезе) Р2 и за соплом Р3 в паскалях
Р1 =Pбар; (13)
1мм.рт.ст.=133,3 Па
Р3 = Р1 - DР3; (14)
Р2 = Р1 - DР2 . (15)
2. Рассчитывается отношение давлений
. (16)
3. Определяется действительный массовый расход газа Gg, кг/с
, (17)
где: DH - измеренный перепад давления на мерной шайбе, Па;
– плотность газа перед шайбой ,кг/м3;
mш – 0,95 – коэффициент расхода мерной шайбы (определяется тарировкой);
dш = 5 мм – диаметр отверстия мерной шайбы;
.
4. Определяем теоретический массовый расход газа
при b >bк ; (18)
при b <bк , (19)
где: ; dc = 1,5 ± 0,05 мм
5. Подсчитываем коэффициент расхода сопла
. (20)
6. Определяем действительную скорость газа в выходном сечении сопла
или . (21)
Действительную температуру Т2 в выходном сечении сопла находим из уравнения (22)
где ; ,
откуда , (23)
7. Находим теоретическую скорость истечения
при b >bк ; (24)
при b < bк . (25)
8. Строим графики зависимостей wg= ¦(b) и Gg= ¦(b), а также Р2/Р1 =¦(b), по которым находится критическое отношение давлений bк по отрывным данным. Найденное значение bк сравнивается с расчетным (11).
Теоретические значения скорости wT и расхода газа GT могут быть рассчитаны с помощью hS или TS – диаграмм состояния (рисунок 4).
а) |
б) |
Рисунок 4 - h–S диаграмма: а) b >bк; б) b < bк
При b >bк ; (26)
. (27)
Величины h1, h2, Т2, v2Т находятся непосредственно по диаграммам.
При b < bк ; (28)
. (29)
Критические параметры hk, Tk, vk находятся по диаграммам при давлении Рк =Р1bк.
Оценка погрешностей результатов исследований
Специфика методики по оценке погрешностей заключается в том, что в данной лабораторной работе используется имитационное моделирование режимов истечения воздуха по заранее заданной программе на ЭВМ, когда значения расхода воздуха, давлений и температуры на рабочем участке на различных режимах строго фиксированы, измерительная информация снимается с помощью установленного на пульте управления и отображается на экране монитора.
При обработке результатов эксперимента на имитационной установке для каждого режима истечения необходимо учитывать класс применяемого измерительного прибора и его допустимые погрешности измерений в соответствии с метрологическими требованиями ГОСТ 8.009-84 и ГОСТ 8.508-86.
При выполнении работы на каждом заданном режиме проводятся однократные измерения расхода, давления и температуры. Порядок расчета при оценке погрешностей рекомендуется следующий.
Определяется класс точности измерительного прибора и оценивается погрешность измерения величины на выбранном диапазоне измерений. Предел допускаемой основной погрешности средства измерения оценивается по формуле ,
где Хн – нормируемое значение измеряемой или определяемой физической величины;
g - предел допускаемой погрешности прибора (класс точности прибора).
Определяется предел допустимой погрешности измерения перепада давления DH:
,
где DHк – предел измерения перепада давления;
DHх – показания прибора.
Погрешности измерения температуры, барометрического давления и коэффициента расхода сопла принимаются равными 2%.
Предельные отклонения диаметра шайбы и диаметра сопла определяются допусками на изготовление.
Относительная среднеквадратическая погрешность косвенного измерения действительного расхода газа определяется по формуле
.
Р3=Р1- DР3=98242,1-19613,3=78628,8 Па; Р2=Р1- DР2=98242,1- 19613,3=78628,8 Па;
Р3 = 98242,1- 29420,0 = 68822,1 Па; Р2 = 98242,1- 29420,0 = 68822,1 Па;
Р3 = 98242,1- 78453,2 = 19788,9 Па; Р2 = 98242,1- 45110,6 = 53131,5 Па;
;
β3 > βk
β1, β2 < βk
β3 > βk
β1, β2 < βk
Р1/Р2 = 98242,1/78628,8 =1,24; Р1/Р2 = 98242,1/68822,1=1,42;
Р1/Р2 = 98242,1/53131,5 =1,84;