5.2. Необхідне обладнання

1. Експериментальна установка, яка складається зі спонукача тяги – вентилятора, з відповідною пусковою апаратурою та зв’язаного з ним повітроводу з запірним пристроєм.

2. Мікроманометри – 2шт.

3. Пневмометричні трубки – 3 шт.

4. Шланги до пневмометричних трубок та мікроманометру – 4 шт.

5. Метрова лінійка або рулетка.

5.3. Опис лабораторної установки

Робочою частиною експериментальної установки є прямолінійна ділянка повітроводу 1, з шиберним обладнанням 2 (рис. 5.1). Для спрощення розрахунку повітровід являє собою круглу сталеву трубу постійного діаметру. На відстані 10 діаметрів повітроводу від шиберної установки, в повітровід введені повітромірні трубки 3, з’єднані з допомогою шлангів з мікроманометром 4.

З

Рис. 5.1. Схема лабораторної установки.

агальна втрата тиску на ділянці повітроводу може бути визначена шляхом обчислення різниці середніх значень повних тисків, заміряних у вибраних перерізах за допомогою мікроманометра та повітромірних трубок, як вказано на рис. 5.1 (див. замір між розрізами 1 та 2). На цьому ж рисунку показаний спосіб виміру швидкісного тиску в перерізі «1» повітроводу.

Запишемо рівняння Бернуллі у формі тисків у спрощеному вигляді :

, (5.4)

де: Р_ст1 та Р_ст2 - середні статичні тиски (розрідження) у першому і другому перерізах; Р_шв1 та Р_шв2 – середні швидкісні тиски у першому і другому розрізах.

Рівняння (5.4) запишемо у вигляді:

; (5.5)

або:

. (5.6)

Якщо повітровід має постійний діаметр, то , тоді маємо:

. (5.7)

Порівнюючи рівняння (5.6) та (5.7) можемо записати, що для повітроводу з постійним діаметром:

. (5.8)

У випадку, якщо діаметри (площі повітроводів) у обраних перерізах різні, то для визначення загальної втрати тиску на вибраній ділянці повітроводу необхідно визначати різницю повних тисків у обраних живих перерізах повітроводу.

5.4 Порядок виконання роботи

1. Наконечник (носик) першої повітромірної трубки встановити назустріч потоку в центрі першого по ходу руху повітря живого перерізу повітроводу та з’єднати її шлангами з першим мікроманометром ММН для визначення швидкісного тиску – Р_шв.

2. Наконечник другої повітромірної трубки встановлюють в першому перерізі на відстані біля 5 см від наконечника першої трубки, а наконечник третьої повітромірної трубки встановлюють в центрі другого розрізу (рис. 5.1, переріз «2»). З допомогою гумових шлангів з’єднують штуцера повітромірних трубок, які сприймають повні тиски (можна статичні тиски, якщо обрані розрізи з однаковим діаметром), з другим мікроманометром для визначення втрат повного тиску на ділянці повітроводу між обраними живими перерізами.

3. Мікроманометри вивести з допомогою установочних гвинтів у горизонтальне положення.

4. При вимкненому мікроманометрі (триходовий кран повернути проти годинникової стрілки до упору) перевірити місце нуля на шкалі приладу.

5. Виміряти відстань (l) між перерізами «1» та «2» та їх діаметр d.

6. Вивести шибер з повітроводу (місцевий опір відсутній).

7. Включити вентилятор та по першому мікроманометру визначити швидкісний

тиск , по другому мікроманометру визначити втрати тиску при відсутності місцевого опору.

8. Визначити середній швидкісний тиск у перетині повітроводу за формулою: ,

де К =0,7÷0,9 –коефіцієнт нерівномірності швидкісного тиску по перетину (береться з попередньої роботи).

9. Визначити коефіцієнт опору тертя за формулою:

.

10. Вимкнути вентилятор та ввести шибер до повітроводу на деяку заздалегiдь визначену величину h, см.

11. Ввімкнути вентилятор та визначити швидкісний тиск Р_шв та втрату повного тиску при наявності місцевого опору .

12. Визначити середній швидкісний тиск та втрату тиску на тертя на розрахунковій ділянці, скориставшись раніше визначеним значенням λ:

.

13. Визначити втрати тиску на місцевий опір за формулою:

.

14. Визначити коефіцієнт місцевого опору при введенні шибера у повітровід;

.

15. Для різних, наперед заданих, положень шибера повторити виміри та розрахунки згідно пунктів 11,12,13,14.

16. Використовуючи раніше отримані значення Р_шв.сер для різних положень шибера, обчислити середню швидкість – V_сер :

;

та визначити число Re:

,

де: ρ- щільність газу, кг/м³; μ- динамічний коефіцієнт в’язкості, Н·сек/м².

C
μ,

17. Визначити λ за формулою Альтшуля:

,

та порівняти зі значеннями λ, отриманими раніше.

Для повітроводів зі сталі К_е=0,1 мм.

18. Усі отримані дані вимірів та розрахунків занести до табл. 5.1.

Таблиця 5.1.