120637z-Пример оформления отчета4. Лабораторная работа 4 определение скоростного коэффициента изэнтропического истечения воздуха

• Название: Лабораторная работа 4 определение скоростного коэффициента изэнтропического истечения воздуха
• Дата: 05.06.2022
• Размер: 1.39 Mb.
• Имя файла: 120637z-Пример оформления отчета4.pdf
• Тип: Лабораторная работа; #570963

Лабораторная работа № 4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТНОГО КОЭФФИЦИЕНТА
ИЗЭНТРОПИЧЕСКОГО ИСТЕЧЕНИЯ ВОЗДУХА
Цель работы: определить скоростной коэффициент для воздушного потока
Средства основными характеристики потока и закономерности динамики сплошной среды; изэнтропические соотношения;
Методы анализ экспериментальных данных и моделирования зависимости плотности или давления в потоке идеальной среды от скоростного коэффициента.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МИНИМУМ
Основные характеристики потока
Линией тока называется кривая, проведенная в жидкости по направлению её движения таким образом, что векторы скоростей в каждой её точке направлены по касательной к этой кривой.
Элементарная струйка потока (трубка тока) – элементарная часть потока, все линии тока внутри которой параллельны друг другу.
Живое сечение трубки тока – это сечение, поперечное направлению движения потока, скорости во всех точках которого одинаковы. Живое
сечение потока ω является суммой живых сечений трубок.
Смоченным периодом f называют длину контура живого сечения, по которому жидкость соприкасается с неподвижными твердыми стенками.
Гидравлический радиус R характеризует форму живого сечения и определяется как отношение площади живого сечения к смоченному периметру:
f
R


(1)
Расход Q – это количество среды, проходящее через данное живое сечение в единицу времени.
Средней скоростью потока называется такая скорость V, произведение которой на площадь поперечного сечения потока ровно его полному расходу:

 V
Q
(2)

Уравнение непрерывности потока: для любых сечений в потоке ω
1 и
ω
2
и соответствующих им средних скоростей V
1
и V
2
справедливо соотношение:
2 2
1 1



V
V
(3)
Отношение средней скорости потока к критической скорости V
ЗВ
называется скоростным коэффициентом:
ЗВ
V
V


(4)
Скоростной коэффициент характеризует режимы истечения газа. Так, при λ < 1 – поток истекающего газа называется дозвуковым, при λ > 1 формируется сверхзвуковой режим,
Соотношения для определения давления, плотности и температуры, называемые изэнтропическими соотношениями:
1 2
0
)
1 1
1
(










p
p
,
1 1
2 0
)
1 1
1
(











,
2 0
1 1
1







T
T
. (5)
В работе используются результаты лабораторной работы №2
N
h1,мм h2,мм
κ
λ
1 29 9
1,450 0,242 2
30 6
1,250 0,254 3
20 5
1,333 0,204 4
35 11 1,458 0,265 5
32 7
1,280 0,261 6
42 18 1,750 0,281 7
45 14 1,452 0,301
Результат λ= 0,258±0,015. Результаты моделирования
0 50 100 150 200 250 300 350 400
T
0 100 200 300 400 500 0,00 0,54 1,00 1,36 1,62 1,80
V
0 0,5 1
1,5 2
2,5 3
0,00 0,54 1,00 1,36 1,62 1,80
ω/ωmin

Вывод. Определили скоростной коэффициент λ= 0,258±0,015, который соотвествует дозвуковому режиму.
Методом моделирования по изотермическим соотношениям выяснилось, что сростом скоростного коэффициента происходит нарушение закона непрерывности среды. С ростом скорости увеличивается площадь струи.
1. Вопрос. Определите в символьном виде скоростной коэффициент потока, если его скорость V, а a – скорость звука в среде.