 |
Контрольные вопросы. Лабораторная работа №2. Опытное определение коэффициентов местных сопротивлений. Методика проведения работы
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Что такое абсолютное, статическое, динамическое и манометрическое давление?
2. Почему для определения скорости потока в трубопроводе необходимо производить измерения в нескольких точках по диаметру трубопровода.
3. Каковы преимущества и недостатки измерений расходов напорными трубками?
ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ:
1. Приступать к выполнению лабораторной работы только с разрешения преподавателя.
2. При обращении со стеклянными приборами соблюдать осторожность и бережное обращение.
3. Запуск и остановку вентилятора производит лаборант по указанию
преподавателя или преподаватель.
4. Не загораживать выход воздуха из установки.
5. По окончании работы все переносные приборы сдаются преподавателю (лаборанту).
Рекомендуемая литература
1. Калошин М. О., Кулаков О. М., Левченко П. В. Лабораторный практикум с металлургической теплотехники. - Киев: Вища шк., 1972. - С. 58-74.
2. Металлургическая теплотехника: В 2 т. Т I. Теоретические основы: Учеб. для вузов / В. А. Кривандин, В. А, Арутюнов, Б. С. Мастрюков и др.
- М.: Металлургия, 1986. - С. 76-78.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
ОПЫТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ МЕСТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Цель работы: ознакомиться с методами определения местных сопротивлений и снятием аэродинамических характеристик воздухопроводов, приобрести опыт расчетов и применения уравнения Д. Бернулли.
Методика проведения работы
Согласно уравнению Д. Бернулли сумму статического, динамического и геометрического давлений при движении газа по трубопроводу называют
полным давлением.
По мере удаления от первоначального сечения трубопровода полное давление реального газа постепенно уменьшается вследствие расхода энергии на преодоление сил трения и различных местных сопротивлений.
|
|
|
Местные сопротивления возникают вследствие изменения скорости потока, направления движения или соединения потоков, что приводит к местным завихрениям в виде циркуляционных зон и перераспределению скоростей сечении канала. При этом на небольшом участке канала теряется большое количество энергии движущегося газа (рис, 5, 6, 7).
В случае изотермического движения газа потери давления на местном сопротивлении
где U t - средняя скорость потока при данной температуре и давлении Р, м/с;
- плотность газа при тех же условиях, кг/ 
;
- коэффициент потери давления на местное сопротивление, которое в данном случае определяется экспериментально; он зависит от характера местного сопротивления и его значения для расчетов берутся из справочников.
В случае изменения сечения канала (рис. 5, 6) в формуле (13) принимается большее значение скорости, т. е. ее значение в узком канале, а следовательно, большее динамическое давление 
.
При экспериментальном определении потерь давления на внезапный поворот следует пользоваться уравнением Д. Бернулли, которое при постоянстве геометрического давления для двух сечений трубопровода записывается следующим образом:
Pст1 + Pд1 = Pст2 + Pд2 + 
Отсюда находим потерю давления на местное сопротивление
= Pст1 - Pст2 + Pд1 - Pд2
Для простоты в дальнейшем Pст1; Pст2 и т. д. обозначать P1 и P2 и т. д.
Следует иметь в виду, что Pд1 не обязательно равно 
, Pд2 не обязательно равно . P1 и P1 берутся в соответствии со схемой воздухопровода (рис. 8): для диаметра 68 мм - , для диаметра 34 мм - .
Для уменьшения ошибок при замерах следует измерять не давления P1 и P2, а разность давлений P1 - P2 = 
или наоборот = P2 – P1 = -( P2 – P1), если P2 > P1.
|
|
|
Окончательно будем иметь
= P1 - P2 + Pд1 - Pд2 = + Pд1 - Pд2,
а для участка 4–5 
Аналогично определяется для участков 6-7, 10-11, 12-13.
Коэффициент местного сопротивления из формулы (13)
.
Здесь и Pд - в Н/ 
(мм. вод. ст. ).
Рисунок 5. Внезапное расширение канала
Рисунок 6. Внезапное сужение канала
Рисунок 7. Поворот потока
Рисунок 8. Установка аэродинамического тракта.
Рисунок 9. Коэффициент местного сопротивления в зависимости от угла поворота
1 – шероховатое колено;
2 – гладкое колено;
|
|
|
