Исследование неизотермической плоской турбклентной струи

Лабораторная работа 26

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ПЛОСКОЙ ТУРБКЛЕНТНОЙ СТРУИ

Основные положения

Струя называется изотермической, если температура струи на срезе сопла Т_о отличается от температуры Т_н окружающего газа. В данной работе исследуется плоская слабо нагретая струя, для которой перегрев  достаточно мал, чтобы можно было пренебречь отличием плотности и теплоёмкости воздуха в струе и окружающем воздухе.

Для неизотерических свободных затопленных струй имеет место степенная зависимость между профилем избыточной температуры и скоростью

       ,                                                                                            (1)

        где Т, u – температура и скорость в какой-либо точке данного сечения струи;

      Т_m , u_m – максимальные температура и скорость в данном сечении;

      P_rт – турбулентное число Прандтля.

Турбулентное число Прандтля в отличие от ламинарного числа Прандтля    ( V – коэффициент кинематической вязкости, a – температуропроводность) почти не зависят от физических свойств среды, а определяется главным образом типом движения (пристенное, свободной и т.д.). Для свободных плоских струй

Цель работы

1.  Измерить профиль скорости и температуры в пределах основного участка плоской струи.

Рис.1. Схема установки:

1 – вентилятор; 2 – сопло; 3 – подогреватель; 4 – термопара; 5 – трубка Прандтля;              6 – координатник; 7 – микроманометр; 8 – электронный потенциометр; 9 – резиновые трубки

2.  Определить значение турбулентного числа Прандтля.

Описание лабораторной установки

Воздух от вентилятора 1 проходит через электрический подогреватель 3 и вытекает из сопла2, образуя слабо нагретую (Т_н=60+80С⁰) плоскую турбулентную струю. Для измерения скорости и температуры воздуха Т на координатнике 6 укреплены трубка Прандтля 5 и хромелькопелевая термопара 4. Перепад давлений  в трубке Прандтля измеряется с помощью микроманометра ММН 7 (см. описание лабораторной работы 16). Вторичным прибором для измерения температуры служит электронный потенциометр 8. Термопара и трубка Прандтля укреплены в непосредственной близости друг к другу так, что можно считать, что они расположены в одной точке потока.