Новости

Изучить и уметь обосновывать устройство трубки Прандтля

Работа добавлена:






Изучить и уметь обосновывать устройство трубки Прандтля на http://mirrorref.ru

Цель работы:

  • Изучить и уметь обосновывать устройство трубки Прандтля.
  • Научиться с её помощью измерять скорость в потоке воздуха.
  • Сделать вывод о допустимом максимальном угле отклонения оси трубки от направления скорости, для которого показания трубки можно считать достоверными.

Теоретическая часть:

Применение трубки Прандтля, представляющей собой полутело со сферическим окончанием (рис. 1), для измерения скорости в потоке основано на характере изменения вдоль поверхности полутела при его обтекании коэффициента давления р:

Это выражение получено по теореме Бернулли для идеальной жидкости или газа (воздуха) в условиях, допускающих пренебрежение эффектом сжимаемости:

Здесь индексом «1» обозначены параметры набегающего потока.V,P – соответственно текущие значения скорости и давления на поверхности трубки.

В критической точке 0 разветвления линии тока скорость равна нулю, а давление Р0  (давление торможения) по теореме Бернулли будет равно сумме давления набегающего потока Р1 и скоростного напора:

Эту сумму называют ещё полным напором.

Скорость набегающего потока:

На практике вводят дополнительный поправочный коэффициент трубки:

учитывающий погрешности изготовления трубки и обычно мало отличающийся от единицы.

Если динамическое отверстие трубки, воспринимающее давление торможения Р0 и боковую щель, воспринимающее давление торможения Р1, соединить соответственно с бачком и с наклонной трубкой (шкалой) микроманометра М1 (рис 2) , заполненного спиртом, тогда

l0’ – начальный отсчёт  по шкале микроманометра М1;L’ – отсчет по шкале микроманометра М1 при обтекании трубки потоком; Рв – плотность воды, (находится из таблицы);k1=sina1  - синус угла наклона шкалы микроманометра.

Плотность набегающего потока газа (воздух) р1 вычислим из уравнения состояния Клапейрона – Менделеева, записанного для параметров потока и нормальных условий. Исключая газовую постоянную, найдем

При Рн = 760 мм. рт. ст. = 1013 мбар, Тн = 288 К плотность сухого воздуха рн = 1,226кг/м. Тогда для воздуха будем иметь

Здесь р1 – давление набегающего потока воздуха в мбар.

 Давление набегающего потока р1 определим по показаниям микроманометра М2 (рис. 2):

L0’’ – начальный отсчёт по шкале микроманометра М2;L’’ – отсчет при обтекании трубки потоком;k2=sina2 – синус угла наклона шкалы.

Знак в правой части берётся в зависимости от подачи давления Р1 соответственно на бачок или на шкалу микроманометра.

Найдём значение скорости:

Для выявления диапазона углов (в пределах которых допустимо ошибаться) строят график зависимости показаний микроманометра М1 от угла между осью трубки и направлением скорости:

(L’-l0’)a и (L’-l0’)0 – показания микроманометра соответственно при различных углах а и для а=0.

Выполнение работы:

Принципиальная схема установки приведена на рисунке 2.

Снимаем значения микроманометров для различных углов поворота трубки. Результаты заносим в таблицу:

п/п

Угол а°

M1:  k1=0,2

l0’=0

M2:k2=0,2

l0’’=30 мм

Pa=748 мм. рт. ст.

L’мм

L’ – l0мм

(L’ – l0’)a

(L’ – l0’)0

L’’мм

L’’ - l0’’мм

1

- 40°

122

122

0,47

47

17

2

- 35°

150

150

0,57

48

18

3

- 30°

213

213

0,82

50

20

4

- 20°

253

253

0,97

42

12

5

- 10°

262

262

1,00

28

-2

6

261

261

1,00

24

-6

7

+10°

251

251

0,96

18

-12

8

+20°

229

229

0,88

17

-13

9

+30°

160

160

0,61

12

-18

10

+35°

111

111

0,43

12

-18

11

+40°

63

63

0,24

5

-25

Pa=748 мм рт. ст.=99724,9 Па;t1=21,4°

Расчет скорости в предположении адиабатического течения газа

Вывод:  в результате проведенной лабораторной работы рассчитали скорость в потоке, изучили зависимость показаний трубки от угла, между ее осью и направлением скорости.

Так же было проведено сравнение скоростей полученных для одной и той же ситуации, но по разным формулам. Отличие этих скоростей составило менее 1%.

Был сделан вывод о допустимом максимальном угле отклонения трубки от направления скорости, для которого показания трубки можно считать достоверным.

Этот угол оказался лежащим в пределах отрезка [-15°;15°]. На этом отрезке показания трубки можно считать достоверными (отклонение будет составлять 1,7%)

График зависимости показаний микроманометра М1 от угла между осью трубки и направлением скорости:

0ист – истинный нульИАТЭ НИЯУ МИФИ

Физико-энергетический факультет

Кафедра теплофизики

Лабораторная работа №1

«Методика измерения скорости в потоке при помощи трубки Прандтля и изучение зависимости показаний трубки от угла между её осью и направлением скорости»

                                                                                 Выполнил: студент группы Э2 – С10

          ФЭ факультета

              Холькин И.А.

Проверил: к.т.н., доцент

Авдеев Е.Ф.

Обнинск 2012

Изучить и уметь обосновывать устройство трубки Прандтля на http://mirrorref.ru


Похожие рефераты, которые будут Вам интерестны.

1. Изучить внешний фотоэффект

2. Технология отработки трубки «Интернациональная»

3. Изучить технику андеррайтинга в России

4. Дослідження електронно-променевої трубки

5. Изучить формы колебаний пространственной конструкции

6. Индикаторные устройства. Электронно-лучевые трубки

7. Мерные шкалы и трубки химических газоанализаторов

8. Изучить схему главных электрических соединений ТПС

9. Устройство сидений. Устройство кабин и платформы грузового автомобиля. уплотнение кузова и кабины

10. Назначение, общее устройство дизельной системы питания. Устройство и работа подкачивающего насоса и форсунки