|
Читайте также: |
Цель работы: получить опыт использования уравнения Бернулли для решения конкретных задач, научиться определять количество (расход) воздуха, поступающего в коллектор установки, оценить виды сопротивления и депрессии, закрепить навыки работы с измерительными приборами и обработки результатов измерений.
Общие сведения
Участок 0 – 1, на котором производятся измерения статической депрессии, представляет собой коллектор модели, через который воздух из атмосферы лаборатории входит в установку. Уравнение Бернулли для этого участка при отсутствии естественной тяги (he =0) в соответствии с формулой (3) принимает вид
h ст 0 -1 + h ск 0 -1 = h вх 0 – 1 (17)
где h ст 0 -1 – статическая депрессия на участке 0–1; h ск 0-1 – скоростная депрессия на этом же участке; h вх 0 – 1 – депрессия (потеря давления), расходуемая на преодоление сопротивления входа в коллектор установки.
В соответствии с формулой (6)
hск 0 - 1= p ск 0 – pск1 = (v02 - v12 ) γ / 2g, (18)
где v0 и v1 – средние скорости движения воздуха соответственно в атмосфере лаборатории и в коллекторе, где расположена точка 1, м/с; γ – удельный вес воздуха (см. формулу 15).
Так как v0 = 0, а v1>0, то h ск 0-1= - γ v12/ 2g
В соответствии с этим уравнение (17) может быть представлено в виде
h ст 0 -1 = h вх 0 – 1 + γ v12/ 2g (19)
Физический смысл этих преобразований состоит в следующем. Так как величина hск 0-1 имеет отрицательный знак (разряжение), то она трактуется как сопротивление движению воздуха и по абсолютной величине суммируется с сопротивлением входа hвх 0–1. Это свидетельствует о том, что энергия давления вентилятора на участке 0–1 (статическая депрессия h ст 0 –1 ) расходуется не только на преодоление сопротивления входа, но и на «разгон» воздуха со скорости v0 = 0 в атмосфере до v1>0 в точке 1.
Между первым и вторым слагаемым в правой части формулы (19) есть существенное различие. Часть энергии давления h ст 0 –1 , расходуемая на преодоление сопротивления входа (h вх 0 – 1 ), безвозвратно теряется, рассеиваясь в форме тепла; другая же ее часть, расходуемая на разгон воздуха (γ v12/ 2g), переходит в кинетическую (скоростную) энергию воздушного потока, т.е. энергия давления переходит в энергию движения.
Энергия, затрачиваемая на преодоление сопротивления входа (вход в коллектор рассматривается как местное сопротивление), пропорциональна скоростной энергии потока, т.е.
h вх 0 – 1 = ξ к γ v12/ 2g (20)
где ξ к = 0,05 - безразмерный коэффициент местного сопротивления на входе в коллектор (величина его установлена эмпирически).
Подставив выражение (20) в формулу (19), получим
h ст 0 -1 = (ξ к +1) γ v12/ 2g (21)
Из формулы (21) следует, что, измерив статическую депрессию на входе в коллектор h ст 0 –1, можно определить среднюю скорость движения воздуха в коллекторе[2]:
v1=[(2g h ст 0 – 1) / 1,05 γ ]0,5 (22)
Зная среднюю скорость v1 и площадь поперечного сечения коллектора S1 =0,0021 м2, можно определить количество воздуха, поступающего в коллектор модели
Q = v1S1 (23)
План работы
1. Вспомните основы аэромеханики, устройство аэродинамической установки, технику измерения депрессии и обработки результатов измерений.
2. Подготовьте табл.3.
3. Измерьте статическую депрессию h ст 0 – 1 на участке 0 – 1 при трех различных положениях шиберов:
- при полностью открытом шибере 1 и закрытом шибере 2;
- при полностью открытом шибере 2 и закрытом шибере 1;
- при двух полностью открытых шиберах 1 и 2.
Исходные данные и результаты измерений занесите в подготовленную табл.3.
4. Для каждого из трех положений шиберов определите:
- среднюю скорость движения воздуха v1 в коллекторе по формуле (22);
- количество воздуха Q, поступающего в коллектор по формуле (23);
- величину и знак скоростного разрежения hск 0-1 в коллекторе по формуле (18);
- величину депрессии hвх 0 – 1 , расходуемой на преодоление входа в коллектор, по формуле (20).
5. Замеренные и рассчитанные показатели занесите в табл. 6 и проанализируйте их.
Таблица 6
| Номер открытого шибера | h ст 0 –1 | h ск 0-1 | h вх 0 – 1 | v1 , м /c | Q, м3/c |
| 1 и 2 |
6. Оформите и защитите отчет.
Контрольные вопросы
1. Какими приборами можно измерить депрессию h ст 0 –1 ?
2. Разностью давлений в каких точках является депрессия h ст 0 –1 ?
3. Какое давление измеряется в точке 1- полное или статическое?
4. При работе вентилятора где статическое давление больше и почему – в атмосфере или в точке 1? А если вентилятор выключен?
5. На что расходуется энергия вентилятора на участке 0 – 1?
6. Какая часть этой энергии теряется, рассеиваясь в форме тепла, а какая преобразуется из одной формы в другую?
7. При каком положении шиберов и почему в коллектор поступает наибольшее и наименьшее количество воздуха?
8. При каком положении шиберов и почему величина депрессии h ст 0 –1 максимальна (минимальна)?
9. Действует ли в сечении, где расположена точка 1, скоростное давление? Как его можно было бы измерить и рассчитать?
10. От каких факторов зависит величина скоростного давления?
11. Чему равно полное давление в сечении точки 1?
12. Влияет ли величина атмосферного давления и температура воздуха на величину h ст 0 –1 ?
Дата добавления: 2015-07-16; просмотров: 142 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Работа 2. Измерение статической, скоростной и полной депрессии | | | Работа 4. Определение фактора тягомера |