Курсовая работа по языку LabView. Курсовая Уваров. Курсовая работа по дисциплине " Информационные технологии в экспериментальных теплофизических исследованиях"

• Название: Курсовая работа по дисциплине " Информационные технологии в экспериментальных теплофизических исследованиях"
• Анкор: Курсовая работа по языку LabView
• Дата: 08.06.2022
• Размер: 339.15 Kb.
• Имя файла: Курсовая Уваров .docx
• Тип: Курсовая; #579683

Московский Авиационный Институт

(Национальный исследовательский университет)

Кафедра 204 «Авиационно-космическая теплотехника»

Курсовая работа по дисциплине

“Информационные технологии в экспериментальных теплофизических исследованиях”

“Исследование заградительного охлаждения”

Студент группы М20-404Б-18 Уваров К.Ф.

Преподаватель Ежов А.Д.

Москва 2021

Оглавление

Цель работы 3

Описание экспериментальной установки 3

Проведение опытов 4

Блок схема программы 6

Лицевая панель программы 7

Цель работы

Цель настоящей работы – определить экспериментальные значения эффективности и экономичности системы заградительного охлаждения стенки цилиндрической трубы.

В процессе работы требуется:

1. 
   для двух значений т построить график Ө_w = f(х);
   
2. 
   определить изменение эффективности охлаждения в зависимости от m
   
3. 
   определить экономичность заградительного охлаждения в зависимости от m;
   
4. 
   для одного из режимов построить профили скоростей и температур в двух сечениях трубы.
   

Описание экспериментальной установки

Экспериментальная установка состоит из экспериментального участка, вентилятора 5 и камеры сгорання 3 для подогрева воздуха. В качестве экспериментального участка выбрана цилиндрическая труба, что позволяет избежать влияния концевых эффектов. Охлаждение трубы является чисто заградительным, т. е. внешняя сторона не охлаждается и теплоизолированна. Воздух для питания камеры сгорания охлаждения подается вентилятором 5, приводимым во вращение электромотором, При выходе из вентилятора часть воздуха поступает в камеру: 3, другая часть — в экспериментальный участок для охлаждения защищаемой поверхности. Общий расход воздуха регулируется дроссельной заслонкой 4, а расход воздуха, используемого для охлаждения заслонкой 6. В камере сгорания воздух подогревается до температуры 300-- 1000°С. В качестве горючего используется бензин, подаваемый Из емкости 7 под давленим воздуха из баллона 8 к форсункам. Горячий воздух в смеси с продуктами сгорания направляется в трубу 2, обеспечивающую перемешивание потока и сглаживание пульсаций. На выходе из трубы установлен экспериментальный участок трубы диаметром 80 мм. Экспериментальный участок изготовлен из нержавеющей стали толщиной 1 мм. С внешней стороны труба изолирована от окружающей среды асбестовым покрытием.

Охлаждение стенок трубы производится путем подачи холодного воздуха вдоль внутренней стороны трубы через кольцевую щель высотой h_щ = 4 мм.

Для равномерного распределения воздуха по окружности трубы перед кольцевой щелью установлен ресивер 1. На установке предусмотрена возможность проведения следующих измерений:

1. 
   температуры горячего потока термопарой I, установленной на входе в экспериментальный участок струи;
   
2. 
   скорости горячего потока по показаниям трубки полного напора и термопары, установленных на входе в экспериментальный участок трубы;
   
3. 
   расхода охлаждающего воздуха с помощью мерной шайбы 10: установленной на трубе подачи охладителя, Перепад давления а шайбе измеряется с помощью U-образного водяного манометра давление перед шайбой— напорометром (мм.вод.ст.) и температуры - термопарой II
   
4. 
   температуры поверхности вдоль экспериментального участка восемнадцатью термопарами, приваренными к стенке на различных расстояниях от щели. Термопары соединены с гальванометром через переключатель;
   
5. 
   температуры скорости в двух поперечных сечениях области смешения помощью координатников 11, перемещающих термопары и трубки полного напора, соединенные с налоромером.
   

В процессе экспериментов можно регулировать расход горячего холодного потоков дроссельными заслонками 4 и 6.



1. Ресивер; 2. Труба для стабилизации потока горячего газа; 3. Камера сгорания; 4,6. Дросельные заслонки; 5. Нагнетатель воздуха; 7. Емкость с топливом; 8. Баллон сжатого воздуха; 9. U-образный манометр; 10. Мерная шайба; 11-координатник

Проведение опытов

Проведение опыта

Проводятся две группы измерений: Первая группа измерений — измерение температуры. Устанавливают постоянный режим течения горячего потока

Т= const, Тг = const:

а) включают вентилятор и производят запуск камеры сгорания;

б) путем регулировки расхода топлива и расхода воздуха через камеру сгорания устанавливают постоянные значения ит и Тг.. величина Тг должна быть выбрана в пределах от 300 до 800°С, а величина и,, — в пределах от 50 до 150 м/сек, что соответствует величине скоростного напора qr примерно равного 40 — 100 кг/м* (мм. вод. ст.).

2. Устанавливают два различных значения скорости подачи холодного воздуха m = u_x/u_g

а) с помощью дроссельной заслонки, установленной на вход в трубу подачи холодного воздуха, регулируют расход охладителя

б) расход холодного воздуха контролируют по показаниям манометра, присоединенных к мерной шайбе



Где А — коэффициент мерной шайбы;

Fa — площадь проходного сечения шайбы;

рх — плотность холодного воздуха;

∆Рш —перепад давлений на мерной шайбе;

в) устанавливают заданное значение m = u_x/u_g



qг — скоростной напор горячего потока;

Sш— площадь выходного сечения щели

Подставляя в формулу приближенно ρг/ρг= Тх/Тг, получаем



где В = 0,753 для данного экспериментального участка

Таким образом, при заданных значениях т, Тх/Тг, qr необходимый расход охладителя контролируется по значению ∆Рш



3. При выбранном значении m (в пределах от 0,25 до 0,75) устанавливают соответствующий перепад давления на шайбе А; и по показаниям гальванометра определяют момент выхода стационарный режим, при котором температура стенки не изменяется по времени.

а) измеряют температуру Tw в различных точках трубы, для чего тер м о п ар ы с помощью переключателя поочередно подключают к гальванометру;

б) эксперимент повторяют при одних и тех же значениях и: и Тг и при двух значениях m

Вторая группа измерений — измерение распределения скорости и температуры в поперечном сечении в области смешения горячего и холодного потоков.

А) одном из режимов подачи холодного и горячего воздуха насадки полного напора и термопары перемещаются координатником от стенки в направлении, перпендикулярном оси трубы. Через интервалы, равные 2 мм, записывают показания (U-об­разного водяного манометра, присоединенного к трубке полного напора, и гальванометра, соединенного с термопарой.

Блок схема программы

Лицевая панель программы