Описание установки

Установка представляет собой неподвижный кронштейн 1 (рис. 9.2.) со сменной насадкой 2 и подвижным кронштейном 3 с прикрепленной к нему трубкой Пито 4, которая соединена с микроманометром 5. Трубка Пито 4 перемещается в вертикальном и горизонтальном (осевом) направлениях, что позволяет исследовать распределение скоростей в данном поперечном сечении струи. Установка укомплектована тремя видами насадок: цилиндр, диффузор ( с углом раскрытием 7⁰) и конфузор.

Рис. 9.2. Схема экспериментальной установки для исследования

затопленной струи.

Порядок выполнения работы и обработка результатов эксперимента

1. Подготовить микроманометр к работе.

2. Подавая сжатый воздух в цилиндрический насадок, с помощью трубки Пито измерит динамический напор на различных расстояниях от края цилиндрического насадка вдоль оси струи ( не менее пяти размеров), повторяя каждое измерение не мене 3 раз.

3. Повторить опыт п.2 для диффузора.

4. Повторить опыт п.3 для конфузора.

5. По значениям динамического давления, используя формулу

, (9.9)

определить значение u_max(x) для каждой из насадок, где - показания микроманометра; - угол наклона шкалы манометра.

6. Пользуясь методом Стьюдента, рассчитать доверительные интервалы для значений u_max (приложение Б).

7. Данные занести в таблицу 9.1.

Таблица 9.1 – Результаты замеров

№ п/п	Вид насадки	Расстоя-ние вдоль оси струи х, м	Показания микро-манометра , м	Значение осевой скорости u, м/с	Довери-тельный интервал показаний манометра	Довери-тельный интервал скорости

8. Построить график зависимости u_max(x), нанеся доверительны интервалы .

9. Линеаризовать график u_max(х) построив его в виде зависимости u_max =u_max , и определить постоянную С для каждого типа насадок и как тангенс угла наклона графика коси абсцисс.

10. В выводе к лабораторной работе отметить, соответствует ли характер графика теоретическому, сравнить зависимость u_max=u(x) и u_max= u , а так же постоянные С для различных насадков. Оценить влияние погрешности опыта.

Контрольные вопросы

1. Понятие свободной затопленной струи.

2. Структура свободной струи и ее компоненты: ядро, полюс, изотахи, границы.

3. Зависимость осевой скорости оси от расстояния вдоль оси.

Лабораторная работа №10 Исследование поля скоростей в свободной затопленной струе

Цель работы- опытным путем изучить поле скоростей в свободных затопленных струях, истекающих из различных типов насадок.

Теоретические сведения и описание установки приведены в лабораторной работе №9

Порядок выполнения работы и обработка экспериментальных данных

1. Установить трубку Пито на расстояние x = 5 см от края насадки на оси струи.

2. Подключить подачу воздуха.

3. Перемещая трубку Пито вдоль штатива, с помощью микроманометра измерить динамическое давление в струе не менее шести раз с таким расчетом, чтоб поучить значение скорости на оси струи и определить ее границы, где скорость равна нулю.

4. Установить трубку Пито последовательно на расстоянии x = 10, 15, 20, 25 см и выполнить измерение, указанные в п. 3, не менее шести раз в вертикальном направлении.

5. По значениям динамического давления рассчитать соответствующее значение скорости воздуха по формуле

, (10.1)

где - показания микроманометра;

, - плотность соответственно воздуха и спирта;

- угол наклона шкалы микроманометра.

6. Данные занести в таблицу 10.1

Таблица 10,1 – Результаты замеров

№ п/п

Тип насадки

Координата трубки Пито вдоль оси ох х, м

Координата трубки Пито вдоль оси oy y,м

Показания микроманометра , м

Скорость u, м/с

Доверительный интервал скорости

7. На миллиметровке, выбрав удобный масштаб, построить поле скоростей в свободной струе подобно рис 9.1.

8. Построить границы струи и построением определить его плюс.

9. Сделать вывод о форме, границах струи, местоположение ее плюса; проанализировать распределение скоростей в струе.