Исследование влияние местного сопротивления (поворота на 180°) на параметры поток

Федеральное агентство по образованию РФ

Читинский государственный университет

Кафедра тепловых электрических станций

Лабораторная работа №3

«Исследование влияние местного сопротивления (поворота на 180°) на параметры потока»

                                                                                                     Выполнил: студент гр.ТЭС-07-2

                                                                       Кобылкин М.В

                                                                                             Проверил: Куприянов О. Е.

Чита 2009.

Цель работы: исследовать влияние поворотов трубопровода на 90° и 180°, а также диафрагмы на параметры потока.  

Схема и параметры установки:

1.  Коэффициент сужающего устройства: ……m=0,7.

2.  Диаметр диафрагмы…………………………dд=0,01 м.

3.  Площадь отверстия диафрагмы……………

4.  Внутренний диаметр трубы……………….. dтр=0,02 м.

5.  Площадь сечения трубы……………………

6.  Трубы стальные  новые шероховатость …...D=0,06*10^-3 м.

7.   Кинематическая вязкость…………………. n=14,2*10^-6 м²/с.

8.  Нормальные условия …………Р_н.y.=101325 Па, Т_н.y.=293 К.

9.  Относительная шероховатость трубы……..=0,006.

10.  Коэффициент местного сопротивления диафрагмы: d_д²/d_т²=0,01²/0,02²=0,25   Þ x_д=37,5

Порядок проведения работы:

1.  Установить максимальную частоту вращения ротора вентилятора.

2.  Включить установку.

3.  Провести измерение давлений в местах отборов.

4.  Провести опыт при других частотах вращения.

5.  Выключить установку.

Описание установки.

Воздух нагнетается в трубу вентилятором и поступает в первый отбор. После поворота на 180⁰ поступает во второй отбор. Затем. пройдя диафрагму, двигается по горизонтальному линейному участку до поворота на 90⁰ поступает в вертикальный линейный участок и выходит в атмосферу.

Порядок обработки опытных данных:

1.  Определяем плотность воздуха после диафрагмы:

, где R - газовая постоянная для воздуха: R=287 Дж/кг*К.

2.  Объёмный расход находим по формуле:

, где DРд=Р₃-Р_4,

Р₃-давление перед диафрагмой

Р₄- давление после диафрагмы

F_д- площадь отверстия диафрагмы

r-плотность воздуха после диафрагмы

m-коэффициент расходомера

3.  Находим массовый расход:

,где r- плотность воздуха после диафрагмы

4.  Для корректного определения потерь напора необходимо учитывать:

1. Переменность плотности воздуха от давления.
2. Изменение скорости течения воздуха в трубе.

Среднюю плотность на i-ом участке найдем по формуле:

, где ;

                                                                          Pi – давление в начале i-ого участка;

Pi+1 – давление в конце i-ого участка

Средняя скорость воздуха на любом участке:

                                                                                 , где

r_i-плотность воздуха на i-м участке;

F_i-площадь поперечного сечения i-го участка

5.  Скорость воздуха после диафрагмы: .

6.  Критерий Рейнольдса на диафрагме: .

7.  Определяем критерий Рейнольдса для каждого участка: .

8.  В зависимости от Re находим коэффициент гидравлического трения каждого участка:

Re	Re£2300	2300<Re£4000	4000<Re£80/e=13333	80/e < Re£ 1000/e=166667	Re>1000/e
l

9.  Потери напора на i-ом участке трубы: , где l_i-длина i-го участка

10.  Потери на диафрагме:.

                                                                                                       

11.  Рассчитываем коэффициент местного сопротивления – поворота на угол a: , где - радиус поворота трубы на угол a

12.  Потери напора на повороте a, °: , где  - плотность на участке поворота;

                                                                                                       - скорость на участке поворота.

13.  Полные потери: .

14.  Строим график теоретического и практического распределение давления по длине трубы.

15.  По графикам делаем соответствующие выводы о влиянии местных сопротивлений на параметры потока.

Таблица измерений:

Отбор Режим	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
max	3450	3340	3250	-900	430	400	350	140	110	70	40	0
mid	3100	2950	2850	-800	350	350	300	130	100	80	40	0
min	2200	2050	2000	-500	300	250	230	200	120	100	30	0

Результаты расчета:

1.  Коэффициенты местных сопротивлений:

	a	,мм.	Формула
Поворот на 180°	180°	110		0,263
Поворот на 90°	90°	60		0,135

2.  Параметры потока за диафрагмой при различных режимах:

	Р4	,	DРд, Па	Q,	G, кг/с	cД, м/с	Re
Формула	—		DРд=Р3-Р4
max	-900	1.193	4600	0,00483	0,00576	15,4	10845
mid	-800	1.193	4450	0,00475	0,00567	15,1	10634
min	-500	1.195	4050	0,00453	0,00541	14,4	10140

3.  Максимальный режим: