Зависимость расхода от угла скоса. Отчет по лабораторной работе 1 по дисциплине Механика жидкости и газа
 Скачать 2.55 Mb.
|
3.2 ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ВТОРИЧНОЙ ОБРАБОТКИПроцессы в аэродинамической трубе: Описать внутри трубы вентилятор создает вихрь атмосферного воздуха, который частично выравнивается благодаря турбулизатору и решетке. Трубка на выходе имеет сужающееся сопло, поэтому оно является конфузором. Параметры потока: скорость потока постоянна, т. к. режим работы стационарный. Скорость потока вдоль канала возрастает, а статическое давление и плотность уменьшаются. В поперечном сечении статическое давление остается постоянным, а полное давление у стенок меньше, чем по центру трубки из-за наличия потерь на трение в пограничном слое. В результате скорость течения у стенок канала тоже уменьшается. Модель течения: принимается энергоизолированная, несжимаемаемая модель течения. Следовательно, следует пренебречь нагревом воздуха в аэродинамической трубе и повышением полного давления за счёт подвода механической энергии в вентиляторе аэродинамической трубы. На основании этой модели должна быть разработана математическая модель расчёта теоретической зависимости полного и статических давлений от угла скоса потока. 4 ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА1. Проверить схему подключения трубки Пито для раздельного измерения давлений. 2. Проверить отсутствие посторонних предметов в рабочей зоне аэродинамической трубы. Визуальным осмотром убедиться в отсутствии повреждений и неисправностей трубы и приёмников давления. 3. Записать в протокол измерений дату измерения и показания барометра-анероида (атмосферные давление и температура). 4. Включить электропитание установки и запустить аэродинамическую трубу. 5. Выждать несколько минут для установления потоков в рабочем помещении. 6. Установить угол скоса потока и снять замеры по левому и правому коленам U-образных жидкостных дифференциальных манометров для полного и статического давлений. 7. Повторить измерения для нескольких углов скоса потока от 0 градусов до 90 градусов. 8. Для накопления статистики сменить операторов (бригаду студентов) и повторить цикл измерений для тех же гулов скоса потока. 9. Выключить аэродинамическую трубу и электропитание установки. 5 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРЯМЫХ ИЗМЕРЕНИЙ5.1 ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕИзмерения осуществлены: – дата измерения – 18.03.22; – атмосферное давление B = 759,9 мм рт.ст; – атмосферная температура t = 31 C. Прямые измерения уровней жидкости в левом и правом коленах U‑образных дифференциальных манометров приведены в приложении А. 5.2 РЕЗУЛЬТАТЫ ПЕРВИЧНОЙ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗМЕРЕНИЙПосле проведения измерения давлений нужно получить зависимость давлений от угла скоса – теоретическую и экспериментальную. Полученные экспериментальные значения следует подвергнуть первичной обработке. Ведь проведенные нами измерения являются косвенными – функциями одной или нескольких величин. Поэтому нужно найти абсолютную и относительную ошибки этой функции, если известны ошибки независимых переменных. Учитываются систематические и случайные ошибки. Первым делом следует определить давление невозмущённого потока, то есть атмосферное (перевод из мм рт.ст. в Па):
Из уравнения Бернулли можно вывести формулы определения полного и статического давлений:
Индекс 1 – величина для полного давления, индекс 2 – величина для статического давления. Учитывая, что  :
где  – среднее значение измеренного полного давления,  – атмосферное давление.  - среднее значение изменения высоты уровня жидкости, которое определяется выражением вида:
Если принять во внимание значение плотности воды, равное 1 г/ см3, то выражение (3) можно записать следующим образом:
Для статического давления вывод формулы происходит таким же образом, что и для полного, поэтому итоговое выражение для статического давления принимает вид:
Результаты расчетов  для различных значений угла скоса представлены в Приложении А. Вывод формул для расчета ошибок представлен в Приложении Б. |
Па.
.
,
.
.
.