2015-05-13
930
1) Атмосферное давление рассчитывается с учетом температурного расширения столбика ртути барометра по формуле, Па:
. (57)
2) Перевод показаний образцовых манометров Рм, Р1м, 
и Р2м в абсолютные значения давления выполняется по уравнению, Па:
, (58)
где Рмj – показания одного из четырех манометров (см. табл. 5).
3) Перепад давления воздуха на диафрагме вычисляется по формуле, Па:
, (59)
где 
= 1000 кг/м3 – плотность воды в U-образном вакуумметре.
4) Плотность воздуха по состоянию перед диафрагмой рассчитывается по выражению, кг/м3:
, (60)
где R = 287 Дж/(кг×К) – газовая постоянная воздуха.
5) Действительный расход воздуха через диафрагму (через сопло) вычисляется по формуле, кг/с:
. (61)
6) Теоретическая скорость истечения в выходном сечении сопла рассчитывается по уравнению, м/с:
. (62)
7) Теоретическое значение температуры в выходном сечении сопла рассчитывается из условия адиабатного процесса истечения по формуле, К:
. (63)
8) Значения энтальпии воздуха в сечениях на входе h1 и на выходе h2 из сопла определяются по общему уравнению, кДж/кг:
|
|
|
hj = cp (Тj – 273), (64)
где ср = 1,006 кДж/(кг×К) – теплоемкость воздуха при постоянном давлении;
Тj – температура в рассматриваемом сечении, К;
j – индекс рассматриваемого сечения.
Значение b принимается по результатам расчета (табл. 6) для конкретного опыта, когда режим истечения докритический, т. е. b > bкр; для всех остальных опытов (режим истечения критический или закритический) значение b принимается равным значению bкр (независимо от данных табл. 6) и определяется в зависимости от показателя адиабаты k (для воздуха k = 1,4).
9) Действительный процесс истечения сопровождается увеличением энтропии и температуры 
(см. рис. 5). Действительная скорость истечения уменьшается и может быть найдена по уравнению, м/с:
. (65)
Результаты расчетов сводятся в табл. 6.
По результатам расчетов построить в соответствующем масштабе график зависимости расхода газа от отношения давлений.
Контрольные вопросы
1) Почему значения теоретической и действительной температуры воздуха на выходе из сопла при истечении различные?
2) Как может изменяться температура воздуха в процессе дроссели-рования?
3) Как изменяются энтальпия и энтропия потока газа при прохождении его через диафрагму?
Таблица 6
Результаты расчетов
| Измеряемая величина | Обозна-чение | Единица измерения | Номер опыта | |||||
| Давление перед диафрагмой | Р | Па | ||||||
| Давление перед соплом | Р1 | Па | ||||||
| Давление в выходном сечении сопла | 
| Па | ||||||
| Давление за соплом | Р2 | Па | ||||||
| Отношение давлений | b | – | ||||||
| Перепад давления на диафрагме | 
| Па | ||||||
| Плотность воздуха перед диа-фрагмой | rвозд | кг/м3 | ||||||
| Действительный расход воздуха (с точностью до трех значащих цифр) | Gд | кг/с | ||||||
| Теоретическая температура в выходном сечении сопла | Т2 | К | ||||||
| Действительная температура в выходном сечении сопла | 
| К | ||||||
| Теоретическая скорость истечения рабочего тела | с2 | м/с | ||||||
| Действительная скорость истечения рабочего тела | с2д | м/с | ||||||
| Коэффициент потери энергии | 
| – | ||||||
| Скоростной коэффициент сопла | jс | – | ||||||
| Коэффициент полезного действия канала | hк | – |
Библиографический список
|
|
|
1. Термодинамика и теплопередача / В. Н. Кузнецов, В. В. Овсянников и др./ Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2006.
2. Теплотехника. 2-е изд., перераб. / В. Н. Луканин, М. Г. Шатров и др.; Под ред. В. Н. Луканина. М., 2000.
Учебное издание
АНИСИМОВ Александр Сергеевич, БАЛАГИН Олег Владимирович
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
ПРИ ИЗУЧЕНИИ КУРСА
«ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА»
Часть 1
_____________________
Редактор Т. С. Паршикова
***
Подписано к печати..2008. Формат 60 ´ 84 
.
Печать плоская. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 2,1. Уч.-изд. л. 2,3.
Тираж 200 экз. Заказ.
**
Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа
Типография ОмГУПСа
*
644046, г. Омск, пр. Маркса, 35
