Тепло 3 лаба. Лабораторная работа 3 Изучение метода определения расхода воздуха по изменению давления в отсечённом объёме

• Название: Лабораторная работа 3 Изучение метода определения расхода воздуха по изменению давления в отсечённом объёме
• Дата: 24.04.2022
• Размер: 0.7 Mb.
• Имя файла: Тепло 3 лаба.docx
• Тип: Лабораторная работа; #493947

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации



Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего образования

Санкт-Петербургский горный университет

Кафедра Теплотехники и теплоэнергетики



Лабораторная работа №3

«Изучение метода определения расхода воздуха по изменению давления в отсечённом объёме»

По дисциплине: Тепловые двигатели и нагнетатели

Выполнили: студенты гр. ГТС-18 _____________ / Аристова О.А./

_{(подпись) (Ф.И.О)}

_____________ / Ермакова Э.М./

_____________ / Лопатина Е.М./

_____________ / Ситников В.С./



Проверил: асс. _____________ / Юшкова Е.А. /

_{(подпись) (Ф.И.О)}

Санкт- Петербург

2022

Цель работы:

Изучение метода определения расхода воздуха при его истечении из резервуара известного объёма

Теоретические сведения:

Данный метод основан на уравнении Менделеева-Клайперона:

P xV= M x R x T,

где P- давление газа по шкале абсолютного давления, V- объём занимаемый газом, M- масса газа, R- газовая постоянная для воздуха, T- температура газа.

Схема измерения приведена на рисунке 1.



Рисунок 1—Схема измерения

При постоянном объёме сосуда изменение массы газа приводит к изменению его давления и температуры. Таким образом, измеряя давление и температуру для двух состояний газа в ёмкости через время t можно определить средний объёмный расход газа из ёмкости, приведённый к нормальным условиям. Однако при применении датчиков температуры с большой инерционностью и больших расходах, т.е. быстром падении давления в ресивере, достоверно измерить возможно только конечное давление. В таком случаем принимают какой-либо из законов расширения газа- адиабатический или изотермический.

Расчётные формулы:

Для адиабатического истечения из ёмкости:



Для изотермического истечения из ёмкости:



Таблицы измерений и результатов расчёта:

Таблица 1- Адиабатическое истечение

Текущее время t,c	Текущее значение давления в ресивере Pp, бар	Текущее значение давления в ресивере Pp, Па	Текущее значение температуры в ресивере Tp, град	Текущее значение температуры в ресивере Tp, К	Текущее значение расхода истечения воздуха Q, л/мин	Расчётное значение расхода истечения воздуха Q, л/мин
0	470	47000000	26,5	299,5	5,8	8,9
30	430	43000000	26,4	299,4	5,8	6,7
60	410	41000000	26,3	299,3	5,9	7,4
90	380	38000000	26,2	299,2	5,9	6,9
120	351	35100000	25,7	298,7	5,9	7,6
150	310	31000000	25	298	5,9	5,4
180	289	28900000	24,6	297,6	5,9	5,8
210	260	26000000	24	297	6,0	6,4
240	220	22000000	23,7	296,7	6,0	5,1
270	190	19000000	23,3	296,3	6,0	4,7
300	161	16100000	22,8	295,8	6,0	4,7
330	127	12700000	22,4	295,4	6,0	4,1
360	96	9600000	22,2	295,2	5,9	9,2

Таблица 2- Изотермическое истечение

Текущее время t,c	Текущее значение давления в ресивере Pp, бар	Текущее значение давления в ресивере Pp, Па	Текущее значение температуры в ресивере Tp, град	Текущее значение температуры в ресивере Tp, К	Текущее значение расхода истечения воздуха Q, л/мин	Расчётное значение расхода истечения воздуха Q, л/мин
0	490	49000000	32,5	305,5	22	19,3
30	330	33000000	29	302	22,2	14,1
60	210	21000000	25,9	298,9	22,2	10,8
90	111	11100000	23,5	296,5	21,3	9,3

Пример расчёта:

При адиабатическом истечении:



При изотермическом истечении:



Графическая часть:



Рисунок 2- Адиабатическое истечение



Рисунок 3- Изотермическое истечение

Выводы:

1. 
   С уменьшением давления расход истечения воздуха со временем выравнивается.
   
2. 
   В данных условиях эксперимента изменения температур минимальные, поэтому оба процесса можно считать изотермическими.