Описание экспериментальной установки
Схема установки представлена на рис. 4.4.
Рис. 4.4. Схема экспериментальной установки:
1 – труба, 2 – дроссельная заслонка, 3 – турбулизатор, 4 – трансформатор, 5 – ваттметр, 6 и 10 – вакуумметры, 7 и 11 – термопары, 8 – регистрирующий прибор типа Н342К, 9 – трубка Пито, 12 - милливольтметр
Основным элементом установки является металлическая труба 1 диаметром 18 мм и длиной 1800 мм с теплоизолированными стенками. В трубе движение засасываемого из помещения воздуха обеспечивается за счет создания на выходе из трубы разрежения с помощью вакуумного насоса ВН-4. Расход воздуха и, следовательно, его скорость в трубе регулируются дроссельной заслонкой 2. На входе в трубу установлен турбулизатор (плохо обтекаемое тело), позволяющий получить в начале трубы поперечное поле скоростей, характерное для турбулентного течения. При этом на всей длине трубы обеспечивается режим течения с практически постоянным коэффициентом трения. В двенадцати сечениях трубы с помощью отборников статического давления измеряется давление, а с помощью термопар 7 - полная температура воздуха. Давление воздуха регистрируется вакуумметрами 6, а полная температура - регистрирующим прибором Н342К 8. В последнем, двенадцатом сечении трубы с помощью трубки Пито 9 и вакуумметра 10 измеряется полное давление воздуха. При запуске установки с подогревом воздуха выход на заданный режим контролируется по милливольтметру 12, соединенному с термопарой 11, которая установлена на выходе из трубы. Подогрев воздуха в трубе осуществляется в результате его теплообмена с нагретыми стенками трубы, которая включена в качестве омического сопротивления в электрическую цепь трансформатора 4. Электрическая мощность, идущая на нагрев трубы, измеряется ваттметром 5.
Последовательность проведения эксперимента
При выполнении работы проводится два эксперимента - первый без подогрева и второй с подогревом воздуха. Перед проведением экспериментов с помощью барометра измеряется давление атмосферного воздуха.
Последовательность проведения эксперимента без подогрева воздуха
1. Включается вакуумный насос
2. Регистрируются и заносятся в табл. 4.1 показания вакуумметров 6, измеряющих статическое давление воздуха в двенадцати сечениях трубы, и показание вакуумметра 10, измеряющего полное давление в двенадцатом сечении трубы.
Таблица 4.1
В0 = _____ мм рт.ст
| № сечен. | х | x/d | Dpi | pi | y(li) | li | q(li) | s | pi* |
| мм | - | дел. | Па | - | - | - | - | Па | |
Последовательность проведения эксперимента с подогревом воздуха
Этот эксперимент проводится после первого эксперимента без выключения вакуумного насоса и без изменения положения дроссельной заслонки 2. Эксперимент с
подогревом воздуха проводится в следующей последовательности.
1. Включается трансформатор 4 и по милливольтметру 12 контролируется выход установки на режим, при котором температура воздуха на выходе из трубы равна 200…300°С.
2. Регистрируются и заносятся в табл. 4.2 показания вакуумметров 6 и 10, измеряющих статическое давление воздуха в двенадцати сечениях трубы и полное давление на выходе из трубы.
3. Регистрируются и заносятся в табл. 4.2 показания прибора 8, измеряющего температуру в двенадцати сечениях трубы.
Таблица 4.2
В0 = _____ мм рт.ст
| № сечен. | х | x/d | Dpi | pi | ti* | Ti* |  | y(li) | li |
| мм | - | дел. | Па | °C | K | - | - | - | |
Окончание табл. 4.2
| q(li) | si | pi |
| - | - | Па |
После проведения эксперимента выключаются трансформатор 4 и вакуумный насос.