Механика жидкости и газа вариант 2. Механика жидкости и газа_ПЗ2_в1_буква Б. Определение расхода воздуха через канал с конфузорнодиффузорной вставкой

• Название: Определение расхода воздуха через канал с конфузорнодиффузорной вставкой
• Анкор: Механика жидкости и газа вариант 2
• Дата: 04.05.2023
• Размер: 0.92 Mb.
• Имя файла: Механика жидкости и газа_ПЗ2_в1_буква Б.docx
• Тип: Документы; #1107865

М ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»

(наименование института полностью)
Кафедра /департамент /центр¹ _________________________

(наименование кафедры/департамента/центра полностью)
(код и наименование направления подготовки, специальности)
(направленность (профиль) / специализация)


Практическое задание №2
по учебному курсу «Механика жидкости и газа»

(наименование учебного курса)
Вариант 1 (при наличии)

Студент
	(И.О. Фамилия)
Группа
Преподаватель
	(И.О. Фамилия)

Тольятти 2023
Определение расхода воздуха через канал с конфузорно-диффузорной вставкой
Необходимо произвести обработку экспериментальных данных,
определить расход воздуха через два заданных канала, например, в одну и
другую сторону, и определить, на сколько отличается расход воздуха через
один канал по отношению к расходу через другой заданный канал, построить
график зависимости расхода воздуха от перепада давлений.

1. 
   цилиндрический канал;
   
2. 
   
   

№	0.94	0.92	0.9	0.88	0.86	0.84	0.82	0.8	0.78	0.75	0.7
1	94	125	151	158	160	160	160	160	160	160	160

№	p*, мм рт. ст.	Т*, К
1 и 2	764	296

Решение:
Расход воздуха G, кг/с, для каждого замеренного значения давления в критическом сечении сопла с учетом исходных данных определяем по формуле:



где – это плотность воздуха в критическом сечении измеряемого сопла, кг/м³;

- – это скорость воздуха в критическом сечении сопла, м/с;

- 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.

1. 
   Определим приведенное давление по формуле:
   

где р – измеренное давление в критическом состоянии сопла (по ртутному манометру), мм рт.ст;

давление окружающей среды, замеренное по барометру, мм рт.ст.
По формуле:



из которой следует:


Данные вычислений и результаты расчетов сведем в таблицу 1

2. 
   Определяем температуру воздуха в критическом сечении мерного сопла Т, К:
   

где - температура окружающей среды, К;

k =1,4 показатель адиабаты для воздуха.

Рассчитаем температуру воздуха, данные сведем в таблицу 1.

3. 
   Определяем число Маха М по формуле:
   

Результаты вычислений сведем в таблицу 1.

4. 
   Определяем скорость звука а, м/с, по формуле:
   

где R = 287 Дж/кг·К – газовая постоянная для воздуха.

Все значения сведем также в таблицу 1.

5. 
   Определяем скорость воздуха в критическом сечении w, м/с по формуле:
   

6. 
   Из уравнения состояния находим плотность окружающей среды , кг/м³, по формуле:
   

7. 
   Определяем плотность воздуха в критическом сечении кг/м³, по формуле:
   

Результаты вычислений заносим в таблицу 1

8. 
   Определяем массовый расход воздуха G, кг/с, по формуле:
   

Таблица 1

1		0,94	0,92	0,9	0,88	0,86	0,84	0,82	0,8	0,78	0,75	0,7
		43	57	72	83	94	103	113	124	133	146	170
		0,89	0,85	0,81	0,78	0,75	0,73	0,7	0,68	0,65	0,62	0,55
	Т	265	253	241.1	232	223	217	208	202	193	185	164
	М	0,76	0,92	1,07	1,17	1,28	1,35	1,45	1,53	1,63	1,73	2,01
	а	326	319	311	305	299	295	289	285	278	273	257
	w	248	293	333	357	383	398	419	438	453	472	517
		3,75	2,56	1,76	1,37	1,05	0,89	0,7	0,58	0,46	0,37	0,21
	G	0,105	0,084	0,066	0,055	0,045	0,04	0,033	0,029	0,024	0,019	0,012
2		0,94	0,92	0,9	0,88	0,86	0,84	0,82	0,8	0,78	0,75	0,7
		30	39	50	63	73	86	100	111	123	140	170
		0,92	0,9	0,87	0,84	0,81	0,77	0,74	0,71	0,68	0,63	0,55
	Т	274	268	259	250	241	229	220	211	202	188	164
	М	0,63	0,72	0,85	0,96	1,07	1,21	1,31	1,42	1,53	1,69	2,01
	а	332	328	323	317	311	303	297	291	285	275	257
	w	209	236	275	304	333	367	389	413	436	465	517
		5,15	4,18	3,04	2,31	1,76	1,24	0,97	0,75	0,58	0,41	0,21
	G	0,122	0,112	0,095	0,079	0,066	0,051	0,043	0,035	0,029	0,022	0,012

Проверка:

Проверим расчет для G =0,105

По формуле:


0,105=3,75*248*

0,105=0,105

9. 
   По полученным значениям расхода воздуха строим график зависимости через каналы 1,2.
   

Выводы

В ходе практической работы мы:

• 
  произвели обработку экспериментальных данных;
  
• 
  определили расход воздуха через два заданных канала и определили, на сколько отличается расход воздуха через один канал по отношению к расходу через другой заданный канал, заданные каналы отличаются диаметром канала между конфузором и диффузором;
  
• 
  построили график зависимости массового расхода воздуха (G) от отношения давления на выходе к давлению на входе (∆р=р_сист/ р*) через конфузорно-диффузорный канал при стационарном режиме течения.
  

1^ Оставить нужное