Росдистант: Определение расхода воздуха через канал с конфузорно-диффузорной вставкой



Произвести обработку экспериментальных данных, определим расход воздуха через два канала, и определим, на сколько отличается расход воздуха через один канал по отношению к расходу через другой канал, построим график зависимости расхода воздуха от перепада давлений.

Решение:

Для определения расхода воздуха G (кг/с) применим формулу:

где – это плотность воздуха в критическом сечении измеряемого сопла, кг/м3;

– это скорость воздуха в критическом сечении сопла, м/с;

– площадь критического сечения сопла, м2.

Для вычисления расхода воздуха необходимо вычислить площадь критического сечения:

где d = 0,012 м – диаметр сопла в критическом сечении, м:

Находим плотность и скорость воздуха через газодинамические функции.

  • Определим приведенное давление по формуле:

где р – измеренное давление в критическом состоянии сопла (по ртутному манометру), мм рт.ст;

р =  764 -давление окружающей среды, замеренное по барометру, мм рт.ст.

По формуле:

из которой следует:

Данные вычислений и результаты расчетов сведем в таблицу.

  • Определяем температуру воздуха в критическом сечении мерного сопла Т, К:

где  Т =296 — температура окружающей среды, К;

k =1,4 показатель адиабаты для воздуха.

Рассчитаем температуру воздуха, данные сведем в таблицу.

  • Определяем число Маха М по формуле:

Результаты вычислений сведем в таблицу .

  • Определяем скорость звука а, м/с, по формуле:

где R = 287 Дж/кг·К – газовая постоянная для воздуха.

Все значения сведем также в таблицу.

  • Определяем скорость воздуха в критическом сечении w, м/с по формуле:

  • Из уравнения состояния находим плотность окружающей среды , кг/м3, по формуле:

  • Определяем плотность воздуха в критическом сечении кг/м3, по формуле:

Результаты вычислений заносим в таблицу.

  • Определяем массовый расход воздуха G, кг/с, по формуле:

Таблица.

3 0,94 0,92 0,9 0,88 0,86 0,84 0,82 0,8 0,78 0,75 0,7
43 57 72 83 94 103 113 124 133 146 170
0,89 0,85 0,81 0,78 0,75 0,73 0,7 0,68 0,65 0,62 0,55
Т 265 253 241.1 232 223 217 208 202 193 185 164
М 0,76 0,92 1,07 1,17 1,28 1,35 1,45 1,53 1,63 1,73 2,01
а 326 319 311 305 299 295 289 285 278 273 257
w 248 293 333 357 383 398 419 438 453 472 517
3,75 2,56 1,76 1,37 1,05 0,89 0,7 0,58 0,46 0,37 0,21
G 0,105 0,084 0,066 0,055 0,045 0,04 0,033 0,029 0,024 0,019 0,012
4 0,94 0,92 0,9 0,88 0,86 0,84 0,82 0,8 0,78 0,75 0,7
30 39 50 63 73 86 100 111 123 140 170
0,92 0,9 0,87 0,84 0,81 0,77 0,74 0,71 0,68 0,63 0,55
Т 274 268 259 250 241 229 220 211 202 188 164
М 0,63 0,72 0,85 0,96 1,07 1,21 1,31 1,42 1,53 1,69 2,01
а 332 328 323 317 311 303 297 291 285 275 257
w 209 236 275 304 333 367 389 413 436 465 517
5,15 4,18 3,04 2,31 1,76 1,24 0,97 0,75 0,58 0,41 0,21
G 0,122 0,112 0,095 0,079 0,066 0,051 0,043 0,035 0,029 0,022 0,012

 

  • По полученным значениям расхода воздуха строим график зависимости

через каналы 3,4.