Определение расхода при докритическом истечении

(Pк > Pкр)

а) Теоретический расход воздуха, кг/с, через суживающееся сопло в этом режиме истечения соответствует обратимому процессу истечения 1-3 (см. рис.3,а) и определяется по формуле (6)

,

где P_К = P_1теор. При заполнении таблицы расчетных данных P_1теор берется таким же, как P_К вплоть до P_К = P_КР;

f₁ - площадь минимального сечения сопла, м², при его диаметре d₁=1,55 мм:

;

v_O - удельный объем воздуха, м³/кг, на входе в сопло:

;

P_o' – усредненное давление перед соплом:

,

берется как средняя арифметическая величина для упрощения расчетов v_o. Поскольку P_o' изменяется очень незначительно, можно принять P_o' и v_o постоянными для расчета теоретического расхода воздуха через сопло.

б) Опытный расход G_оп определяется по тарировочной таблице расходомерной диафрагмы G_оп=f(ΔН) как функция от перепада давлений на диафрагме.

Тарировочная таблица расходомерной диафрагмы приведена в приложении.

Определение расхода при критическом истечении

(Pк ≤ Pкр)

а) Теоретический расходвоздуха, кг/с, через сопло в этом режиме истечения соответствует процессу 1-3 (см. рис.3,б) и определяется по формуле

, (20)

где ε_КР рассчитывается для соответствующего газа по формуле(7).

б) Определение действительного расхода воздуха через сопло при критическом истечении ведется по зависимости G = f(ΔН) (см. приложение). Поскольку в этом режиме ΔН=const, то и G_оп.кр = const.

Определение коэффициента расхода сопла

Коэффициент расхода сопла рассчитывается по формуле (13)

.

Эта величина для газа всегда меньше 1.

7. Построение в масштабе функциональных зависимостей:

1 график

2 график

Анализ результатов расчета процесса истечения.

Анализ процесса истечения делается на базе полученных табличных и графических результатов:

1) При давлении Р_к > 0,51∙10⁵ Па идет докритическое истечение (Р_к>Р_кр), а при давлении Р_к ≤ 0,51∙10⁵Па критическое (Р_к≤Р_кр).

2) Характер зависимостей:

С уменьшением давления Р_к до 0,51∙10⁵ Па P₁ уменьшается, зависимость P₁ = f(P_к) идет вниз, после этого давления зависимости P₁ = f(P_к) и P_1теор = f(P_к) идут горизонтально параллельно друг другу.

С уменьшением давления Р_к до 0,51∙10⁵ G_оп и G_теор увеличиваются, зависимости G_оп = f(P_к) и G_теор = f(P_к) идут вверх, после этого давления они становятся постоянными и идут горизонтально параллельно друг другу.

3) Коэффициент μ позволяет, используя параметры идеального процесса истечения, определить действительный расход газа через сопло:

.

Содержание

1. Цель работы………………………………………………………………1

2. Задание…………………………………………………………………….1

3. Экспериментальная установка………………………………..……….1

4. Журнал наблюдений…………………………………………….………4

5. Схематичное изображение докритического и критического режимов истечения газа в Т,s - диаграмме………………………………..5

6. Расчет процесса истечения

6.1. Давления……………………………………………………………5

6.2. Анализ процесса истечения………………………………….….6

6.3. Определение расхода при докритическом истечении (Рк>Ркр)………………………………………………………….….6

6.4. Определение расхода при критческом истечении (Рк≤Ркр)………………………………………………………….….7

6.5. Определение коэффициента расхода сопла…………………7

7. Построение в масштабе функциональных зависимостей……...…8

8. Анализ результатов расчета процесса истечения………………..11