Цилиндрический насадок.

Цилиндрический насадок (фиг. 11, 11а) применяется для определения направления величины скорости потока в плоскости, перпендикулярной оси насадка, а также для замера полного напора потока.

Насадок имеет три отверстия. Оси крайних отверстий “1” и “3” расположены под углом 40 – 45° к оси центрального отверстия “2” (фиг. 12).

Каждое отверстие сообщается с каналом внутри насадка и может быть подсоединено к манометру. Определения и изменение величины скорости потока цилиндрическим насадком основано на том, что давление в крайних отверстиях “1” и “3” равны, если они симметрично расположены относительно направления скорости потока.

Поместив цилиндрический насадок в поток, ориентируют его отверстиями против потока, подсоединяют крайние отверстия “1” и “3” к U–образному манометру и вращают насадок вокруг его оси до тех пор, пока давление в левом и правом коленах U–образного манометра не станут равными. Угол поворота насадка до этого положения определит направление потока относительно принятой плоскости отсчета (горизонтальной или вертикальной плоскости симметрии насадка, которая обозначена площадкой или уровнем, закрепленном на державке).

При этом центральное отверстие замеряет полное давление, так как оно находится в критической точке, а крайнее отверстие замеряет некоторое меньшее давление. Если присоединить к другому манометру одно из крайних отверстий (“1” и “3”) и центральное отверстие “2”, то по разности давлений можно судить о величине скорости потока (фиг. 12)

22.

(22)

где – поправочный коэффициент

– коэффициент насадка и

(23)

Этот метод измерений называется “нулевым методом”. В некоторых случаях измерения производят без поворота определяют по результатам давлений во всех трех отверстиях (абсолютный метод).

Выбор угла между осью центрального отверстия и осями крайних отверстий основан на следующем.

Во-первых, как показали теоретические и экспериментальные исследования обтекания цилиндра, (см. фиг.13а) наибольшая чувствительность при отклонении потока от симметричного направления относительно отверстий “1” и “3” получается в том случае, когда угол . Если при отклонении потока от симметричного направления относительно отверстий “1” и “3” на угол разность давлений в этих точках будет , то чем больше будет отношение , тем больше чувствительность этих отверстий к изменению направления потока, тем больше точность замера направления потока.

23.

Зависимость изменения от угла при разных скоростях приведена на фиг. 13а, из которой видно, что наибольшая точность замера направления потока получается при углах . Кроме того, чем больше скорость потока, тем больше точность замера направления потока.

Во-вторых, как показали экспериментальные исследования, наибольшая чувствительность цилиндрического насадка при определении величины скорости потока получается при угле порядка 60° (фиг. 13)

Как видно из фиг. 13 при , т.е. при этом

и цилиндрический насадок по точности измерения величины скоростей потока равноценен трубке Пито. При больших углах уменьшается и перепад давлений в отверстиях “2” и “1” (или “2” и “3”) будет уже больше , т.е. цилиндрический насадок будет при этом более чувствителен при замере величины скорости чем трубка Пито. Теоретически наибольшая чувствительность при замере величины скорости была бы при угле . Исходя из вышеизложенного, т.е. из того, что при угле больше ухудшается чувствительность цилиндрического насадка при замере величины скорости потока и выбран угол между осью центрального отверстия “2” и осями крайних отверстий “1” и “3” равными . Кроме того при таком угле , как показал эксперимент, влияние числа незначительно сказывается на точности замера направления и величины скорости.

Если поток, величину и направление скорости которого замеряет

24.

цилиндрический насадок, направлен в плоскости, не перпендикулярной оси насадка, а под углом (фиг. 14), результаты измерения величины скорости будут иными.

На фиг. 14 приведен график показывающий, как влияет угол на замер величины скорости потока. При наличии угла насадок замеряет приуменьшенное значение скорости. При замере величины скорости с точностью 15% угол больше 10° недопустим.

Тарировка цилиндрического насадка на показание скорости производится путем сравнения его показаний с показаниями образцовой трубки Пито-ЦАГИ, в результате чего получают коэффициент для цилиндрического насадка. Коэффициент для цилиндрического насадка колеблется в пределах 0,75-0,85. Перед началом эксперимента насадок следует продуть при помощи насоса через все три вывода. На время эксперимента насадок устанавливается в специальном штативе и может регулироваться по высоте. При помощи соответствующих микрометрических винтов насадку сообщается поступательное движение (вдоль его оси) и вращательное движение (вокруг его оси). Хранить насадок следует в футляре, особенно его рабочую часть, не допускать загрязнения отверстий насадка (диаметр их иногда равен только мм) и механических повреждений.

Дата добавления: 2015-07-07