Зависимость расхода от угла скоса. Отчет по лабораторной работе 1 по дисциплине Механика жидкости и газа

• Название: Отчет по лабораторной работе 1 по дисциплине Механика жидкости и газа
• Анкор: Зависимость расхода от угла скоса
• Дата: 10.05.2023
• Размер: 2.55 Mb.
• Имя файла: Laba_1_otchet.doc
• Тип: Отчет; #1119806
• страница: 6 из 7

7. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ И ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАСЧЁТА.
АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ

Результат расчетов представлен в табличном виде в Приложении А. На основании этих данных были построены графики: для сравнения полных давлений (экспериментального и теоретического), статических давлений (экспериментального и теоретического), экспериментальных (полного и статического).



Рисунок 7 – Экспериментальное полное и теоретическое полное давления



Рисунок 8 – Экспериментальное статическое и теоретическое статическое давления



Рисунок 9 – Экспериментальное полное и экспериментально статическое давления



Рисунок 10 – Теоритическое полное и теоретическое статическое давление

Экспериментальный график статического давления проходит ниже графика полного давления, получается, что статика почти всегда будет меньше полного давления. Объясняет это конструкция трубки Пито и особенности её обтекания на разных углах скоса потока. Ведь если угол скоса потока равен 90 градусов, то трубка статического давления начинает измерять полное давление, а трубка полного – статическое, к тому же с разрежением, скоростным напором в придачу. Особенность конструкции трубки Пито в том, что отверстие трубки, измеряемой полное давление, расположено на расстоянии трех диаметров от трубки статического давления, в итоге трубка статического давления обтекается как профиль крыла – потоком, который сначала растекается, потом стекается. Так как же, как и при обтекании крыла, площадь струйки уменьшается, скорость увеличивается и давление за трубкой статического давления благополучно падает – возникает разрежение над отверстием полного давления. Таким образом, давление и становится и меньше, чем истинное статическое давление в потоке.

Рисунок 11 – Обтекание отдельно расположенной трубки полного давления

Убрав трубку статического давления, правильного измерения статического давления все равно не добиться. Из-за того, что трубка полного давления имеет цилиндрическую форму, обтекающий поток будет задевать край трубки. Здесь струйки так же будут поджиматься. Над торцом трубки поток проходит не по прямой линии, в передней точке трубки же давление полного торможения, а поток будет выходить в область низкого давления, что расположена под трубкой, то есть статического давления. Отдельно расположенная трубка полного давления так же будет принимать давление с учетом некоторого разрежения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, по итогам проведенной работы можно сделать следующие выводы:

1. 
   С помощью U-образного дифференциального манометра при различных углах скоса потока, варьирующихся от 0 до 90 градусов, были экспериментально получены значения полного и статического давлений.
   
2. 
   Выведены формулы для определения погрешностей экспериментальных и теоретических значений полного и статического давлений, представленные в Приложении Б.
   
3. 
   По зависимости полного давления от скоса потока можно сказать, что значения, полученные экспериментально, ниже, чем теоретические значения, что видно из графика. То же самое можно сказать и про зависимость статического давления от угла скоса потока. Обусловлено это возникающими погрешностями измерений.
   
4. 
   Сравнивая экспериментальную зависимость полного и статического давления, можно сказать, что они пересекаются при угле скоса потока, равном 45 градусам. С точки зрения конструкции трубки Пито это было объяснено, а по особенностям угла скоса, стоит вспомнить, что полное давление изменяется по закону квадрата косинуса, а статическое давление – по закону квадрата синуса
   

Приложение А

Протоколы измерения полного и статического давлений

Таблица А.1

Замеры полного давления

αскоса	град	0	15	30	45	60	75	90
h*лев	мм вод. ст	-11	-11	-15	-19	-26	-31	-28
h*пр	мм вод. ст	-33	-33	-28	-25	-17	-12	-14
h*лев	мм вод. ст	-11	-12	-15	-19	-22	-27	-28
h*пр	мм вод. ст	-32	-31	-28	-25	-20	-14	-15
h*лев	мм вод. ст	-10	-12	-15	-19	-24	-28	-26
h*пр	мм вод. ст	-32	-30	-27	-24	-18	-13	-15
h*лев	мм вод. ст	-12	-12	-14	-20	-28	-32	-30
h*пр	мм вод. ст	-33	-33	-30	-24	-17	-14	-15
h*лев	мм вод. ст	-10	-10	-15	-20	-27	-28,5	-30
h*пр	мм вод. ст	-33	-30	-25	-22	-12	-13	-15
h*лев	мм вод. ст	-9	-10	-17	-19	-28	-27	-25
h*пр	мм вод. ст	-31	-30	-25	-22	-12	-13	-15
h*лев	мм вод. ст	-10	-13	-20	-25	-27	-26	-25
h*пр	мм вод. ст	-31	-28	-23	-15	-13	-14	-15
h*лев	мм вод. ст	-10	-10	-18	-24	-27	-25	-25
h*пр	мм вод. ст	-30	-30	-22	-16	-13	-15	-15
h*лев	мм вод. ст	-10	-12	-17	-18	-25	-28	-28
h*пр	мм вод. ст	-32	-30	-25	-23	-17	-13	-14
h*лев	мм вод. ст	-9	-12	-16	-21	-24	-29	-28
h*пр	мм вод. ст	-32	-30	-25	-23	-17	-13	-14
h*лев	мм вод. ст	-10	-12	-15	-21	-25	-29	-29
h*пр	мм вод. ст	-32	-32	-28	-25	-18	-13	-15
h*лев	мм вод. ст	-9	-11	-16	-19	-28	-34	-30
h*пр	мм вод. ст	-32	-30	-25	-22	-13	-7	-12
h*лев	мм вод. ст	-10	-12	-15	-20	-25	-30	-28
h*пр	мм вод. ст	-32	-31	-25	-20	-18	-11	-14
h*лев	мм вод. ст	-10	-14	-18	-20	-28	-30	-28
h*пр	мм вод. ст	-33	-28	-24	-20	-16	-12	-16
	мм вод. ст	21,929	18,786	9,571	1,571	-10,214	-16,25	-13,143

Таблица А.2

Замеры статического давления

αскоса	град	0	15	30	45	60	75	90
hлев	мм вод. ст	-19	-19	-18	-20	-20	-20	-16
hпр	мм вод. ст	-19	-19	-20	-18	-19	-20	-24
hлев	мм вод. ст	-21	-20	-21	-22	-21	-21	-17
hпр	мм вод. ст	-20	-21	-20	-19	-20	-20	-24
hлев	мм вод. ст	-20	-19	-19	-20	-21	-17	-16
hпр	мм вод. ст	-20	-21	-21	-20	-19	-23	-24
hлев	мм вод. ст	-18	-19	-20	-20	-20	-16	-16
hпр	мм вод. ст	-19	-18	-18	-17	-17	-22	-22
hлев	мм вод. ст	-21	-20	-21	-22	-21	-15	-16
hпр	мм вод. ст	-20	-21	-21	-19	-20	-26	-26
hлев	мм вод. ст	-21	-20	-20	-21	-20	-15	-15
hпр	мм вод. ст	-18	-19	-19	-19	-19	-24	-24
hлев	мм вод. ст	-21	-18	-20	-18	-15	-14	-15
hпр	мм вод. ст	-19	-22	-19	-21	-25	-26	-23
hлев	мм вод. ст	-18	-19	-21	-20	-21	-15	-14
hпр	мм вод. ст	-22	-21	-19	-20	-19	-25	-26
hлев	мм вод. ст	-21	-20	-20	-21	-20	-19	-16
hпр	мм вод. ст	-19	-20	-20	-19	-20	-21	-24
hлев	мм вод. ст	-20	-19	-19	-22	-21	-17	-16
hпр	мм вод. ст	-20	-21	-21	-18	-20	-22	-25
hлев	мм вод. ст	-20	-19	-19	-21	-21	-17	-16
hпр	мм вод. ст	-20	-21	-21	-19	-19	-23	-24
hлев	мм вод. ст	-20	-18	-18	-20	-20	-19	-15
hпр	мм вод. ст	-20	-20	-19	-19	-18	-19	-24
hлев	мм вод. ст	-20	-19	-20	-20	-20	-20	-16
hпр	мм вод. ст	-20	-20	-20	-20	-21	-21	-24
hлев	мм вод. ст	-20	-18	-19	-18	-18	-18	-14
hпр	мм вод. ст	-20	-20	-19	-20	-20	-20	-24
	мм вод. ст	-0,2857	1,2143	0,1429	-1,2143	-0,2143	4,9286	8,5714

Таблица А.3
Результаты расчета полных давлений

αскоса	p*	Δp*	p*max	p*min	p*теор	Δp*теор	p*теор.max	p*теор.min
град	Па	Па	Па	Па	Па	Па	Па	Па
0	101526,7	23,66671	101550,4	101503,1	101529,53	66,7	101596,2	101462,9
15	101495,9	37,15109	101533,1	101458,8	101514,937	440,8	101955,7	101074,2
30	101405,5	54,00756	101459,6	101351,5	101475,068	757,6	102232,7	100717,5
45	101327,1	73,09767	101400,2	101254,0	101420,606	873,9	102294,5	100546,7
60	101211,5	63,52109	101275,0	101148,0	101366,144	757,6	102123,7	100608,6
75	101152,3	60,15872	101212,5	101092,2	101326,275	440,8	101767,0	100885,5
90	101182,8	40,07945	101222,9	101142,7	101311,682	66,6	101378,3	101245,0

Таблица А.4.

Ошибки измерения и расчета полных давлений

αскоса	∂p*теор /∂α	σp*теор	σp*теор ср	p*ср теор max	p*ср теор min	Δp*ср. эксп.max	p* ср.эксп.max	p* ср. эксп. min
град	Па	Па	Па	Па	Па	Па	Па	Па
0	0	33,3254	12,59583	101535,7	101517,8	8,9451761	101535,7	101517,8
15	-108,92	220,382	83,2965	101662,5	101329,3	166,59301	101662,5	101329,3
30	-188,66	378,792	143,1699	101691,9	101119,2	286,33972	101691,9	101119,2
45	-217,85	436,968	165,1583	101657,4	100996,8	330,31651	101657,4	100996,8
60	-188,66	378,792	143,1697	101497,9	100925,2	286,33948	101497,9	100925,2
75	-108,92	220,381	83,29614	101318,9	100985,7	166,59228	101318,9	100985,7
90	-3E-14	33,3181	12,59306	101208,0	101157,6	25,186111	101208,0	101157,6

Таблица А.5
Результаты расчета статических давлений

αскоса	p	Δp	pmax	pmin	pтеор	Δp теор	pтеор.max	pтеор.min
град	Па	Па	Па	Па	Па
0	101308,9	27,1	101336,0	101281,8	101311,7	0,5	101312,2	101311,2
15	101323,6	25,4	101349,0	101298,2	101326,3	435,7	101762,0	100890,6
30	101313,1	27,5	101340,6	101285,6	101366,1	754,6	102120,8	100611,5
45	101299,8	32,1	101331,9	101267,6	101420,6	871,4	102292,0	100549,2
60	101309,6	48,0	101357,6	101261,6	101475,1	754,6	102229,7	100720,4
75	101360,0	62,5	101422,5	101297,5	101514,9	435,7	101950,6	101079,2
90	101395,7	26,2	101421,9	101369,6	101529,5	1,7	101531,2	101527,9

Таблица А.6.

Ошибки измерения и расчета статических давлений

αскоса	∂pтеор /∂α	σpтеор	σp теор ср	pср теор max	pср теор min	Δp cр. эксп.	p ср. эксп. max	p ср. эксп. min
град	Па	Па	Па	Па	Па	Па	Па	Па
0	0	0,25	0,094491	101319,1	101298,6	10,250749	101319,1	101298,6
15	108,924	217,848	82,33876	101333,2	101314,0	9,5965665	101333,2	101314,0
30	188,662	377,323	142,6149	101323,5	101302,7	10,396986	101323,5	101302,7
45	217,848	435,696	164,6775	101311,9	101287,6	12,151234	101311,9	101287,6
60	188,662	377,324	142,615	101327,7	101291,4	18,133427	101327,7	101291,4
75	108,924	217,849	82,33922	101383,6	101336,4	23,628405	101383,6	101336,4
90	2,7E-14	0,82697	0,312565	101405,6	101385,8	9,8909604	101405,6	101385,8

Приложение Б

Вывод формул ошибок косвенных измерений

(Б.1)