Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 28
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет» Кафедра холодильной техники и технологий (ХТиТ) ОТЧЕТ о лабораторной работе по дисциплине «Газовая динамика» «ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТОКА В НЕПОДВИЖНОМ КРИВОЛИНЕЙНОМ КАНАЛЕ» Казань 2008 Цель работы: ознакомление с методами экспериментального исследования потока в неподвижных каналах; определение потерь механической энергии при движении потока в неподвижных каналах. Экспериментальная установка Экспериментальная модель представляет собой плоский криволинейный канал квадратного поперечного сечения с углом изогнутости оси 90° (рисунок 1). Для возможности визуального исследования потока верхняя стенка модели выполнена из прозрачного материала. а) б) Рисунок 1 – Схема исследуемого канала (а, б) С помощью фланца модель криволинейного канала крепится к всасывающему патрубку вентилятора. Для предотвращения всасывания в вентилятор посторонних предметов в выходном сечении канала, установлена металлическая сетка. Визуальное исследование потока в канале производится с помощью шёлковых нитей, закреплённых на конце металлического прутка. Ввод нитей в исследуемую зону потока осуществляется через входное отверстие криволинейного канала. Экспериментальные данные Экспериментальные данные приведены в таблице 1. Таблица 1 – Протокол измерений сечение Измеряемая величина, мм вод. cт. № точки 1 2 3 4 5 6 7 А-А Dh*
4 0,8 0 0 0 0 0 Dh 30 30 30 30 30 30 30 В-В Dh*
8 2,5 0,7 0,5 0,5 0,5 0,5 Dh 30 32 34 34 33 33 33 В, мм. рт.ст. 750 t,°C 18 Таблица 1 - продолжение сечение Измеряемая величина, мм вод. cт. № точки 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 А-А Dh*
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,5 1 4 Dh 30 30 28 28 28 28 26 26 24 24 22 22 20 18 17 17 В-В Dh*
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1 1 1 1,2 1 1 Dh 31 31 29 29 27 27 25 24 19 19 22 22 18 16 14 13 В, мм. рт.ст. 750 t,°C 18 Обработка результатов 1. Учитывая небольшое различие в величинах статических давлений в точках 1-23 сечений А-А и В-В и барометрического давления, приняли одинаковое значение плотности воздуха во всех исследованных точках: где R = 287 Дж/(кг×К) - газовая постоянная для сухого воздуха; Т = (273 + t)=(273 + 18)=291 - температура потока, К; В’
= В ×133,332=750×133,332=99999 ,Па. 2. Занесли в протокол обработки результатов (табл.4) значения измеренных перепадов между полным и барометрическим давлением (для точек i=1…7): 3. Вычислили действительное значение разности между статическим и барометрическим давлениями: где к=0,8 - поправочный коэффициент трубки статического давления (ТСД); 4. Определили динамическое давление в точках сечений А-А и В-В: где 5. Полагая поток несжимаемым, нашли величину скорости во всех исследованных точках потока по формуле: Проделали с 1-5 пункты двух сечений и для всех точек. Полученные значения приведены в таблице 2. Таблица 2 – Таблица обработки экспериментальных данных сечение Вычисляемая величина Размерность № точки 1 2 3 4 5 6 7 А-А Па 235,4 235,4 235,4 235,4 235,4 235,4 235,4 Па 39,24 7,85 0 0 0 0 0 Па 196,2 227,6 235,4 235,4 235,4 235,4 235,4 м/с 18,1 19,5 19,8 19,8 19,8 19,8 19,8 В-В Па 235,4 251,1 266,8 266,8 258,9 258,9 258,9 Па 78,5 24,5 6,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Па 156,9 226,6 259,9 261,9 254,1 254,1 254,1 м/с 16,2 19,5 20,9 20,9 20,6 20,6 20,6 Таблица 2 - продолжение сечение Вычисляемая величина Размерность № точки 8 9 10 11 12 13 14 А-А Па 235,4 235,4 219,7 219,7 219,7 219,7 204,1 Па 0 0 0 0 0 0 0 Па 235,4 235,4 219,7 219,7 219,7 219,7 204,1 м/с 19,8 19,8 19,2 19,2 19,2 19,2 18,5 В-В Па 243,3 243,3 227,6 227,6 211,9 211,9 196,2 Па 4,91 4,91 4,91 4,91 4,91 4,91 4,91 Па 238,4 238,4 222,7 222,7 206,9 206,9 191,3 м/с 19,96 19,96 19,3 19,3 18,6 18,6 17,9 Таблица 2 - продолжение сечение Вычисляемая величина Размерность № точки 15 16 17 18 19 20 21 А-А Па 204,1 188,4 188,4 172,7 172,7 156,9 141,3 Па 0 0 0 0 0 0 4,1 Па 204,1 188,4 188,4 172,7 172,7 156,9 137,2 м/с 18,5 17,8 17,8 16,9 16,9 16,2 15,1 В-В Па 188,4 149,1 149,1 172,7 172,7 141,3 125,6 Па 4,9 4,9 4,9 9,8 9,8 9,8 11,8 Па 183,5 144,2 144,2 162,9 162,9 131,5 113,8 м/с 17,5 15,5 15,5 16,5 16,5 14,8 13,8 Таблица 2 - продолжение сечение Вычисляемая величина Размерность № точки 22 23 А-А Па 133,4 133,4 Па 9,81 39,2 Па 123,6 94,2 м/с 14,4 12,6 В-В Па 109,9 102,02 Па 9,81 9,81 Па 100,1 92,2 м/с 12,9 12,4 6. Графики распределения скорости в сечениях А-А и В-В. Рисунок 2 – График распределения скорости в сечении А-А Рисунок 3 – График распределения скорости в сечении В-В 7. Нашли среднее значение скорости в сечении А-А, применяя формулу трапеций для нахождения площади под графиком скорости: Нашли среднее значение скорости в сечении В-В, применяя формулу выше. Изобразили эти средние значения скорости на графиках распределения скоростей. 8. Нашли значение где Расчётные величины приведены в таблице 3. Таблица 3 – Таблица обработки экспериментальных данных сечение Вычисляемая величина номер точки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 А-А 18,1 19,5 19,8 19,8 19,8 19,8 19,8 19,8 19,8 0,9 0,98 1 1 1 1 1 1 1 0,04 0,08 0,12 0,16 0,21 0,25 0,29 0,33 0,37 В-В 16,2 19,5 20,9 20,9 20,6 20,6 20,6 19,96 19,96 0,77 0,93 0,99 1 0,99 0,99 0,99 0,95 0,95 0,04 0,08 0,12 0,16 0,21 0,25 0,29 0,33 0,37 Таблица 3 - продолжение сечение Вычисляемая величина номер точки 10 11 12 13 14 15 16 17 18 А-А 19,2 19,2 19,2 19,2 18,5 18,5 17,8 17,8 16,9 0,97 0,97 0,97 0,97 0,93 0,93 0,89 0,89 0,86 0,41 0,45 0,49 0,53 0,57 0,62 0,66 0,69 0,74 В-В 19,3 19,3 18,6 18,6 17,9 17,5 15,5 15,5 16,5 0,92 0,92 0,89 0,89 0,85 0,84 0,74 0,74 0,79 0,41 0,45 0,49 0,53 0,57 0,62 0,66 0,69 0,74 Таблица 3 - продолжение сечение Вычисляемая величина номер точки 19 20 21 22 23 А-А 16,9 16,2 15,2 14,4 12,6 0,86 0,82 0,76 0,73 0,63 0,78 0,82 0,86 0,9 0,94 В-В 16,5 14,8 13,8 12,9 12,4 0,79 0,71 0,66 0,62 0,6 0,78 0,82 0,86 0,9 0,94 9. Графики зависимости Рисунок 4 – Эпюра скорости на входе в криволинейный канал Рисунок 5 – Эпюра скорости на выходе в криволинейный канал поток неподвижный канал потери энергия 10. Определили среднее значение динамического давления на входе в канал: 11. Принимая статическое давление на выпуклой стенке канала в сечениях А-А и В-В равным статическому давлению в точке 1, а на вогнутой - равным давлению в точке 23 и учитывая равенство полного и статического давлений на стенках канала, определили для этих сечений среднее значение разностей: Полученные значения 12. Нашли потери полного давления в канале: 13. Вычислили коэффициент потерь энергии криволинейного канала: 14. Вычислили потери полного давления по экспериментальным данным. где Вывод: в ходе данной работы мы ознакомились с методами экспериментального исследования потока в неподвижных каналах, а также экспериментально определили коэффициент потери энергии установки и сравнили его с теоретическим. Список использованной литературы 1. Газодинамика. Компрессорные и расширительные машины: Метод. указания к лаб. работам / Казан. гос. технол. ун-т; Сост.: А.А. Никитин, С.В. Визгалов. Казань, 2004. 44 с. 2. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.: Машиностроение, 1975.- 559 с.
|