Практическое задание №2 по механике жидкости и газа. Практическое задание №2. 2. Определение расхода воздуха через канал с конфузорнодиффузорной вставкой
![]()
|
2. Определение расхода воздуха через канал с конфузорно-диффузорной вставкой Описание задачи: Произвести обработку экспериментальных данных, определить расход воздуха через два заданных канала, и определить, на сколько отличается расход воздуха через один канал по отношению к расходу через другой канал, построить график зависимости расхода воздуха от перепада давлений, сделать вывод. ![]() Рисунок 2 – Схема экспериментальной установки для стационарных продувок. ![]() Рисунок 3 – Канал с конфузорно-диффузорной вставкой. Исходные данные: Варианты каналов и значения давлений в критическом сечении сопла для расчета расхода воздуха при различном перепаде давлений Δp=pсист./p* (отношении разрежения в системе к давлению окружающей среды) представлены в таблице 2.1. Исходные данные давления и температуры окружающей среды представлены в таблице 2.2. Вариант задания №1. Номера каналов соответствуют следующим каналам, установленным на входе перед измерительным соплом: 1) цилиндрический канал; 2) канал с треугольной вставкой. Таблица 2.1 – Варианты исследуемых каналов и замеренные значения давлений в критическом сечении сопла p, мм рт. ст.
Таблица 2.2 – Давление и температура окружающей среды
Решение: Расход воздуха G, кг/с, для каждого замеренного значения давления в критическом сечении сопла с учетом исходных данных определяем по формуле: ![]() где ![]() - ![]() - f – площадь критического сечения сопла, м2. Для вычисления расхода воздуха необходимо вычислить площадь критического сечения: ![]() где d = 0,012 м – диаметр сопла в критическом сечении, м: ![]() Находим плотность и скорость воздуха через газодинамические функции. Определим приведенное давление по формуле: ![]() где р – измеренное давление в критическом состоянии сопла (по ртутному манометру), мм рт.ст; ![]() По формуле: ![]() из которой следует: ![]() Определяем температуру воздуха в критическом сечении мерного сопла Т, К: ![]() где ![]() k =1,4 показатель адиабаты для воздуха. Определяем число Маха М по формуле: ![]() Определяем скорость звука а, м/с, по формуле: ![]() где R = 287 Дж/кг·К – газовая постоянная для воздуха. Определяем скорость воздуха в критическом сечении w, м/с по формуле: ![]() Из уравнения состояния находим плотность окружающей среды ![]() ![]() ![]() Определяем плотность воздуха в критическом сечении ![]() ![]() Определяем массовый расход воздуха G, кг/с, по формуле: ![]() Результаты вычислений занесены в таблицу №1. Таблица №1
По полученным значениям расхода воздуха строим график зависимости ![]() ![]() Вывод: В результате обработки экспериментальных данных определили расход воздуха в каждом замеренном значении давления в критическом сечении сопла, занесли в таблицу №1 и построили график зависимости расхода воздуха от перепада давления, на основании которого можно сделать вывод, что при значениях давления от 0,86 до 0,7 расход воздуха становится постоянным, а при значениях давления от 0,94 до 0,86расход воздуха уменьшается. |