|
Читайте также: |
Цель работы: освоить опыт использования уравнения Бернулли для решения конкретных задач, закрепить навыки работы с измерительными приборами и обработки результатов измерений, ознакомиться с производством депрессионных съемок.
Общие сведения
В соответствии с формулой (8) уравнение Бернулли для любого участка модели между точками замера m и n (по ходу струи) может быть записано в виде:
h cоп р m-n = h ст m-n+ h ск m-n (29)
где: h cопр m-n -депрессия участка m-n, характеризующая потери давления (расход энергии) на преодоление сопротивления движению воздуха от пункта m к пункту n; h ст m-n- статическая депрессия (разность статических давлений), создаваемая работой вентилятора между пунктами m и n модели; h ск m-n -скоростная депрессия (разность скоростных давлений) между пунктами m и n.
В соответствии с формулой (7)
h ск m-n = (v m2 - v n2 ) γ / 2g (30)
Уравнение (29) показывает, что депрессия участка h cопр равна алгебраической сумме статической h ст и скоростной h ск депрессий на этом участке. Статическая депрессия характеризует изменение энергии давления, а скоростная – изменение энергии движения воздушного потока на исследуемом участке.
Таким образом, для того, чтобы установить величину депрессии h cопр, расходуемой на преодоление сопротивление движения воздуха на каком-либо участке модели, нужно измерить статическую депрессию и среднюю скорость движения воздуха на этом участке. Статическая депрессия измеряется с помощью микроманометра или депрессиометра, а средняя скорость движения воздуха в любом сечении модели определяется по формуле (28).
 |
Рис. 9. Схемы измерения статической депрессии участка в горной выработке (1 – трубка Пито, 2 – микроманометр, 3 – резиновые шланги)
На этих принципах основаны и депрессионные съемки в шахтах и рудниках.
Для измерения статической депрессии в реальной сети горных выработок применяют барометры различных конструкций и микроманометры.
В первом случае в определенных пунктах сети выработок по направлению движения воздушной струи барометром измеряют величину статического давления p ст i . Разность давления в пунктах замера определяет статическую депрессию между этими пунктами; при этом учитывают поправки на разность высотных отметок и колебания величины атмосферного давления.
Во втором случае статическую депрессию между пунктами замера измеряют с помощью микроманометра и воздухомерных трубок (рис.9). При этом резервуар микроманометра с помощью резинового шланга подключают к штуцеру «-» трубки Пито, расположенной в сечении m-m, а измерительная трубка микроманометра – к штуцеру «-» трубки Пито, расположенной в сечении n-n.
Среднюю скорость движения воздуха в пунктах замера определяют с помощью анемометров, трубок Пито или специальных датчиков.
План работы
1. Вспомните основы аэромеханики, устройство аэродинамической установки, приборов и технику измерений.
2. Подготовьте табл. 3.
3. Исследуйте верхнюю ветвь модели при открытом шибере 1 и полностью закрытом шибере 2 (точки замера 0,1,2,3,4,8), выполнив перечисленные ниже действия.
3.1. Измерьте микроманометром статическую депрессию на каждом участке: h ст 0-1 , h ст 1-2 , h ст 2-3 , h ст 3-4 , h ст 4-8 .
3.2. Выполните эти же измерения нарастающим итогом: h ст 0-1 , h ст 0-2 , h ст 0-3 , h ст 0-4 , h ст 0-8 .
Контроль правильности измерений: h ст 0-2 = h ст 0-1 + h ст 1-2 ;
…………………………………………..
h ст 0-8 = h ст 0-1 + h ст 1-2 + h ст 2-3 + h ст 3-4 + h ст 4-8 .
Исходные данные и результаты измерений занесите в табл.3.
3.3. Определите расход воздуха в исследуемой ветви. Так как шибер 2 полностью закрыт, то весь воздух, поступающий в коллектор, движется по верхней ветви модели. Поэтому расход воздуха будет одинаковым на каждом участке, а величина его определяется через скорость движения воздуха в коллекторе v1 по формулам (22) и (23).
3.4. По формуле (28) определите среднюю скорость vi движения воздуха в сечениях пунктов замера (0,1,2,3,4,8).
3.5. По формуле (30) определите величину и знак скоростной депрессии hск на каждом из исследуемых участков модели.
3.6. По формуле (29) определите депрессию hсопр на каждом из исследуемых участков.
3.7. Результаты замеров и расчетов сведите в табл.9.
Таблица 9
| Ветвь модели | Расход воздуха в ней Q, м3/с | Пункты замера | Средняя скорость движения воздуха vi , м/c в пункте замера | Участок модели | Величина депрессии участка, мм вод. ст. | |||
| h ст | h ск | h сопр | ||||||
| Верхняя | 0-1 1-2 2-3 3-4 4-8 | |||||||
| 0-2 0-3 0-4 0-8 | ||||||||
| Нижняя | 0-1 1-5 5-6 6-8 | |||||||
| 0-5 0-6 0-8 |
Примечание: в графе hск указывается величина и знак скоростной депрессии.
Рис. 10. Депрессиограммы верхней (В) и нижней (Н) ветвей модели
4. Исследуйте нижнюю ветвь модели при открытом шибере 2 и полностью закрытом шибере 1. Для этого нужно выполнить те же замеры, расчеты и действия, что и в пункте 3, но для точек 0,1,5,6,8.
5. Результаты замеров депрессии h сопр 0-i по обеим ветвям модели изобразите графически (рис.10) и проанализируйте графики (по оси ординат откладываются значения депрессии, а по оси абсцисс – расстояния i-ой точки от входа в коллектор модели). Значения этого расстояния L o-i приведены в табл.10.
6. Оформите и защитите отчет.
Таблица 10
| Ветвь модели | Номер точки замера | Расстояние точки от входа в коллектор L, м |
| Верхняя | 0,03 0,27 0,86 1,46 2,33 | |
| Нижняя | 0,03 0,69 1,29 1,99 | |
Контрольные вопросы
1. Что выражает депрессия участка?
2. Из каких слагаемых состоит энергия потока воздуха на любом участке?
3. На что расходуется энергия потока на участке 0-1, на участке 1-2, 2-3, 3-4, 4-8, 1-5, 5-6, 6-8?
4. На каком участке и почему депрессия h сопр ,больше: 2-3 или 3-4, 2-3 или 4-8?
5. Объясните знак h с к на каждом из исследуемых участков модели.
6. Объясните, почему величина депрессии h сопр на одних участках модели больше h с т, а на других меньше h с т?
7. На каких участках модели и почему величина h сопр = h с т?
8. На каком участке и почему депрессия h сопр больше: 0-3 или 0-5?
9. Почему на любом из участков 0-i модели величина h сопр < h с т?
10. В какой ветви модели расход воздуха больше и почему?
11. Депрессия h сопр 0-8 больше при движении воздуха по верхней или по нижней ветви модели? Почему?
12. Как определить величину статического давления в любой из измерительных точек модели?
13. Как измерить статическую депрессию какого-либо участка реальной горной выработки и депрессию, расходуемую на преодоление сопротивления движению воздуха?
14. Как изменятся показания микроманометра на рис.9, если его присоединить не к «минусовым», а к «плюсовым» концам обеих трубок Пито?
Дата добавления: 2015-07-16; просмотров: 145 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Работа 5. Определение числа рейнольдса и режима движения воздуха | | | Работа 7. Определение и исследование коэффициентов аэродинамического сопротивления трения |