LR_Istechenie_vozdukha
.docУдельный объем воздуха перед соплом
, (40)
в выходном сечении сопла при изоэнтропийном расширении
, (41)
Правильность определения термических параметров состояния на выходе проверяется исходя из необходимости выполнения условия
, (42)
Теоретическая скорость истечения вычисляется по формуле (12), критическая скорость вычисляется по формуле
, (43)
где - критическое значение энтальпии, определяется по таблицам С.Л. Ривкина
при Т = Ткр (см. формулу 18).
Далее вновь рассчитывают скоростной коэффициент сопла . Потери энергии на трение и действительное значение энтальпии воздуха в выходном сечении сопла определяют по зависимостям (29), (30). Используя таблицы, по значениям и находят. Зная , по уравнению неразрывности легко найти G, а затем и безразмерные .
При выполнении работы необходимо проанализировать зависимость коэффициента расхода от числа Рейнольдса
, (44)
где - коэффициент динамической вязкости воздуха,
,
- плотность воздуха в выходном сечении,
В координатах T S (рисунок 7) в масштабе строят процессы адиабатного расширения воздуха в суживающемся сопле: теоретический изоэнтропийный и условный необратимый. Необходимое для построения значение приращения энтропии за счет необратимости рассчитывают по формуле (31). Величина потерь энергии, как видно из рисунка 7, может быть представлена графически в виде площади криволинейной трапеции. Спрямив участок изобары Р2 между точками 2 и 2g, приближенно можно записать:
. (45)
Полученное значение сравнивают с вычисленным по формуле (29).
Рисунок 7 Теоретический и дей-ствительный процессы расширения воздуха в сопле |
Анализ полученных результатов
После обработки опытных данных результаты исследований представляют графически в виде зависимостей , устанавливают критическое отношение давлений. Из сравнения экспериментальных распределений с расчетными делают вывод о степени приближения реального течения к теоретической модели, рассмотренной выше. Среднеквадратичные отклонения опытных точек от аналитических зависимостей (30), (39) рассчитывают по формулам
, (46)
. (47)
Расчет погрешностей измерений
Предельная относительная погрешность (ошибка) отдельного измерения (серии измерений) определяется как отношение максимальной абсолютной погрешности к абсолютному значению (среднеарифметическому значению) измеряемой величины, то есть
.
Этой же зависимостью можно пользоваться и при функциональной связи искомой величин . Здесь - параметры. Однако для преобразования выражения (48) в расчетную формулу необходимо знать математическое описание функции .
Предельная относительная погрешность определения плотности:
, (49)
Предельная относительная ошибка определения массового расхода
, (50)
где - относительная ошибка определения , по данным тарировки
сопла = 0,01.
Предельная относительная погрешность определения скорости истечения вычисляется по формуле
, (51)
При выполнении расчетов по формулам (49) - (51) предполагается, что абсолютные предельные погрешности измерений приборов принимаются равными половине наименьшей цены деления шкалы, = 0,01 мм.
Отчет по работе
Отчет должен содержать:
1) формулировку цели исследования;
2) схему и описание экспериментальной установки;
3) результаты измерений и расчетов, представленные в табличной форме;
4) графический иллюстративный материал;
5) расчет погрешности измерений;
6) краткие выводы по работе;
7) ответы на контрольные вопросы;
8) список использованной литературы.
Контрольные вопросы
1. Что называется процессом истечения?
2. Перечислите внешние воздействия, вызывающие изменение скорости потока; запишите дифференциальное уравнение продольного профиля канала.
З. В чем состоит сущность гипотезы Сен-Венана-Вантцеля?
4. Объясните физический смысл коэффициентов и .
5. Можно ли и при каких условиях в суживающемся сопле получить сверхзвуковую скорость? Объясните физический смысл числа Маха.
6. Запишите уравнение первого закона термодинамики для потока.
7. Какие факторы оказывают влияние на величину скоростного коэффициента сопла?
____________________________________________
Знак " ~ " (тильда) над величиной означает, что последняя рассматривается как среднеарифметическая.