Определение расхода воздуха через экспериментальную установку. Расчет распределений скоростей и давлений в объеме циклонной камеры

Страницы работы

10 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

Результаты расчетов  для остальных опытов приводим в виде таблицы 3.

Таблица 3. Результаты обработки опытных данных по конвективному теплообмену

Номер опыта

1

2

3

4

5

Площадь поверхности теплообмена калориметра (Fц, м2)

0,049761

0,049761

0,049761

0,049761

0,049761

Площадь боковой поверхности циклонной камеры (Fст, м2)

0,342800

0,342800

0,342800

0,342800

0,342800

Суммарный тепловой поток от калориметра к охлаждаю-щему воздуху (Q, Вт)

368,129

341,1834

280,1416

227,3904

214,3136

Температуры насыщения (tн, °C)

101,1128

101,1161

101,1295

101,2803

101,3071

Теплота парообразования (rп, Дж/кг)

2253698

2253689

2253653

2253249

2253177

Лучистый тепловой поток между калориметром и боковой поверхностью циклонной камеры (Qл, Вт)

7,178261

7,19350

7,219673

7,276074

7,293741

Конвективный тепловой поток (Qк, Вт)

360,9507

333,98994

272,9219

220,1143

207,0198

Приращение температуры воздуха, охлаждающего кало-риметр (t, С)

4,879519

5,034134

5,342604

5,359097

5,940205

Средняя температура циклонного потока (tср,С)

12,63976

12,41707

12,0713

11,27955

11,2701

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от калориметра к закрученному воздуху (aк, Вт/(C*м^2))

83,6574

77,33642

63,24391

50,79737

47,85683

Число Нуссельта (Nu)

148,6578

137,5235

112,5882

90,6605

85,415

Коэффициент теплопроводности воздуха при средней температуре потока (lср, Вт/(м*С))

0,025324

0,025306

0,025214

0,025214

0,025213

Плотность воздуха на радиусе rm (rm, м^2/C)

1,277971

1,274943

1,26564

1,26564

1,262666

Коэффициент кинематической вязкости воздуха на ра-диусе rm(nm, м^2/с)

1,39E-05

1,39E-05

1,40E-05

1,40E-05

1,40E-05

Число Рейнольдса (Re m)

1,64E+05

1,55E+05

1,14E+05

9,30E+04

7,54E+04

После обработки опытных данных по теплоотдаче для всех режимов по числу Рейноль-дса  устанавливается функциональная связь между числами Nu и Rеjm в виде зависимости:


            Для нахождения коэффициентов А и n в уравнении подобия результаты опытов представляют графически как функцию  

Применим метод наименьших квадратов для окончательной обработки результатов экспериментов. Запишем зависимость в виде:

где .

Применительно к рассматриваемой задачи расчетные соотношения для коэффициентов n,A имеют вид:

n=;                                  

A= antilg(lg Ko- n lgRe)2 где                                                              

Для удобства вычислений  результаты прoмежуточных расчетов  заносим в таблицу 4.

Таблица 4.Статическая обработка опытных данных

Номер опыта

1

2

3

4

5

lgKo

2,19

2,16

2,07

1,98

1,95

10,35

(lgKo)2

4,7961

4,6656

4,2849

3,9204

3,8025

21,4695

lgRejm

5,22

5,19

5,06

4,97

4,88

25,32

(lgRejm)2

27,2484

26,9361

25,6036

24,7009

23,8144

128,3034

lgKo×lgRejm

11,4318

11,2104

10,4742

9,8406

9,516

52,473

lgKo-lgKo

0,12

0,09

0

-0,09

-0,12

6,66E-16

lgRejm- lgRejm

0,156

0,126

-0,004

-0,094

-0,184

-8,9E-16

(lgKo-lgKo)´ (lgRejm- lgRejm)

0,01872

0,01134

0

0,00846

0,02208

0,0606

(lgKo-lgKo)2

0,0144

0,0081

0

0,0081

0,0144

0,045

(lgRejm- lgRejm)2

0,024336

0,015876

0,000016

0,008836

0,033856

0,08292

;                        

Тогда  подставляя эти значения в формулы для n,A получим n=0,7308, A=0,0234 и окончательное уравнение, описывающие данный процесс следующие: 

5.  Расчет статистических показателей

Общая дисперсия (рассеивание) точек относительно среднеарифметического значения lgKo для опытов определяется по уравнению:

            Дисперсия точек относительно линии регрессии находится следующим образом                            

где  - дисперсия относительно среднего значения lgKo.            

Величину среднеквадратичного отклонения экспериментальных точек от прямой линии регрессии, называемую иначе стандартом отклонения:

Границы доверительного интервала по Ко оцениваются уравнением

, где t  -   коэффициент Стьюдента, определяемый в зависимости от величины выборки (числа опытов);

Относительная величина отклонения опытных точек от расчётной зависимости                                  .

Характеристикой тесноты и достоверности связи между величинами Ко и Rejm  является коэффициент корреляции

Оценка достоверности прямолинейной связи производится исходя из необходимости выполнения условия:

где  sr - среднеквадратичная погрешность коэффициента корреляции, вычисляемая по прибли-женной зависимости:

Тогда   , значит условие выполняется.

6. Расчет погрешностей измерений

Предельная относительная погрешность измерения расхода равна:

где sq – средняя квадратичная погрешность измерения расхода, которпя определяется по формуле:

где sa, se, sDр, sr - среднеквадратичные относительные погрешности соотвественно расхода, поправочного множителя на расширение среды, измерения перепада давления дифференциальным микроманометром, плотности измеряемой среды.

Средняя квадратичная относительная погрешность коэффициента расхода для диафрагм рассчитывается по уравнению:

где saи, sк1, sк2, sк3 – среднеквадратичные относительные погрешности соответственно исходного коэффициента расхода, а также поправочных коэффициетов к1, к2, к3

Среднеквадратичная относительная погрешность поправочного множителя на расширение измеряемой среды e определяется по формуле:

где n – множитель, принимаемый равным 0,02

- среднеарифметическая величина перепада давления на диафрагме

Похожие материалы

Информация о работе