Обработка результатов

1. Определяем абсолютное давление перед соплом Р₁, в выходном сечении сопла (на срезе) Р₂ и за соплом Р₃ в паскалях

Р₁ =P_бар; (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 G_g, кг/с

, (17)

где: DH - измеренный перепад давления на мерной шайбе, Па;

– плотность газа перед шайбой ,кг/м³;

m_ш – 0,95 – коэффициент расхода мерной шайбы (определяется тарировкой);

d_ш = 5 мм – диаметр отверстия мерной шайбы;

.

4. Определяем теоретический массовый расход газа

при b >b_к ; (18)

при b <b_к , (19)

где: ; d_c = 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 >b_к ; (24)

при b < b_{к .} (25)

8. Строим графики зависимостей w_g= ¦(b) и G_g= ¦(b), а также Р₂/Р₁ =¦(b), по которым находится критическое отношение давлений b_к по отрывным данным. Найденное значение b_к сравнивается с расчетным (11).

Теоретические значения скорости w_T и расхода газа G_T могут быть рассчитаны с помощью hS или TS – диаграмм состояния (рисунок 4).

а)

б)

Рисунок 4 - h–S диаграмма: а) b >b_к; б) b < b_к

При b >b_к ; (26)

. (27)

Величины h₁, h₂, Т₂, v_2Т находятся непосредственно по диаграммам.

При b < b_к ; (28)

. (29)

Критические параметры h_k, T_k, v_k находятся по диаграммам при давлении Р_к =Р₁b_к.

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 Х_н – нормируемое значение измеряемой или определяемой физической величины;

g - предел допускаемой погрешности прибора (класс точности прибора).

Определяется предел допустимой погрешности измерения перепада давления DH:

,

где DH_к – предел измерения перепада давления;

DH_х – 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 > β_k

β₁, β₂ < β_k

β₃ > β_k

β₁, β₂ < β_k

Р₁/Р₂ = 98242,1/78628,8 =1,24; Р₁/Р₂ = 98242,1/68822,1=1,42;

Р₁/Р₂ = 98242,1/53131,5 =1,84;