3. Порядок проведения работы

Перед началом работы ознакомиться с разделом «Описание лабораторной установки».

Порядок проведения работы зависит от задания, полученного студентом от преподавателя, но в любом случае выполнение работы связано с измерением динамического давления в движущейся струе. Это давление измеряют с помощью пневмометрической трубки 6 (см. рис. 1), установленной на координатнике 5, который позволяет перемещать пневмометрическую трубку как вдоль оси струи, так и в вертикальном направлении поперёк. Таким образом, обеспечивается возможность измерения динамического напора, а значит, и скорости струи в любой точке, расположенной на вертикальной плоскости проходящей по оси струи.

Для измерения скоростей в струе необходимо:

3.1. Открыть шаровой кран 12 и установить заданный преподавателем расход воздуха Vi по перепаду давлений в трубе Вентури, используя уравнение (1) (точки измерения 3 и 9).

3.2. Для измерения скорости вдоль оси струи необходимо с помощью координатника установить измерительную трубку в центре среза сопла (см. схему установки рис. 1, выходное отверстие трубы 8). После чего измерить динамическое давление на срезе сопла и рассчитать скорость по формуле

, (16)

где Р_дин – динамическое давление воздушного потока в соответствующей точке на оси струи, Па;

Сравнить полученное значение скорости на срезе сопла с определённым по расходу воздуха по формуле

W₀ = V₀ /ω, (17)

где ω – площадь выходного сечения сопла, м² (внутренний диаметр сопла d₀ = 0,021м).

Расхождение между значениями скоростей не должно превышать пяти процентов. В противном случае следует повторить измерения и расчеты.

3.3. Устанавливая с помощью координатника измерительную трубку на разных расстояниях от среза сопла, измерить динамические давления Р_дин в различных точках на оси струи. Количество точек измерения и их местоположение выбирается студентом самостоятельно, при этом количество точек должно быть достаточным для построения кривой, отражающей закономерность изменения скорости вдоль оси струи.

По данным измерений динамических напоров рассчитывают скорости W_x в каждой из точек по формуле (16).

Полученные данные позволяют построить график изменения безразмерной, относительной скорости по длине струи и сравнить полученные экспериментальные результаты с теоретическими значениями, определенными по формуле (13), выведенной для основного участка струи.

3.4. Для измерения скоростей в поперечных сечениях струи, указанных преподавателем, необходимо установить измерительную трубку в центре среза сопла, после чего переместить ее с помощью координатника вдоль оси струи до указанного сечения. После этого, перемещая трубку с помощью координатника вверх и вниз от оси и измеряя через каждые два мм динамические напоры, находят границы струи, т.е. ближайшие к оси точки, в которых динамический напор равен нулю, и записывают координаты этих точек.

По результатам измерения динамических напоров вычисляют значения скоростей по формуле (16) и их безразмерных величин (W_у/W_х), что позволяет построить эпюры скоростей в исследованных сечениях, графически определить границы струи, угол ее раскрытия и рассчитать расход воздуха V_х в данном сечении струи по формуле

V_x = , (18)

где D_x – диаметр струи в сечении х, т. е. расстояние между границами струи в данном сечении, м;

W_i – рассчитанное значение скорости в какой-либо точке струи в рассматриваемом поперечном сечении, м/с;

n – количество точек измерения скорости в данном сечении.

3.5. Рассчитывают значения относительных расходов V_x/V₀ в исследованных сечениях и сопоставляют их с рассчитанными ранее по формуле (15).