7.3. Методика проведения эксперимента и обработки опытных данных
Лабораторная работа №4 выполняется на той же экспериментальной воздушной турбине (рис.4) и на той же модели турбинной ступени, что и лабораторная работа №3. Схема измерений представлена на рис.20.
Для сокращения времени на подготовительные работы рекомендуется выполнять ее сразу после проведения лабораторной работы №3.
Порядок выполнения лабораторной работы №4 следующий.
1. Собрать (проверить) схему измерений при испытаниях одноступенчатой экспериментальной воздушной турбины (см. рис.20).
2. Записать в табл. 6 начальные (нулевые) показания приборов (п.1-4) и барометрическое давление B, мм (п.5).
3. Выполнить операции по п.5-12, приведенные в разделе 6 настоящих методических указаний, если лабораторная работа №4 проводится не сразу после работы №3.
4. Регулируя подачу и слив воды в гидротормозе (силу тока в катушке возбуждения индукторного тормоза), установить последовательно 10…12 режимов по частоте вращения в диапазоне от об/мин до об/мин с интервалом приблизительно об/мин. При каждом из указанных установившихся режимов исполнители испытаний на своем рабочем месте должны одновременно по сигналу руководителя зарегистрировать показания соответствующих приборов и записать их в табл. 6 (п.6-10).
5. В процессе опыта при необходимо быть особенно внимательным. В случае превышения частоты вращения ротора турбины более 5000 об/мин срочно закрыть стопорную заслонку перед расходомерным соплом, освободив трос ее привода, и выключить вентиляторы в обратном порядке по сравнению с пуском турбины (№3; №2 и №1).
Таблица 6
Результаты измерений и обработки опытных данных
№ п/п |
Наименование физической величины и формула для её определения |
Обозначение единицы физической величины |
№ режима работы ступени |
||||||
1 |
2 |
3 |
|
n-1 |
n |
||||
1 |
Начальные (нулевые) показания приборов (рис.20) |
Полное
давление перед ступенью |
мм |
|
|
|
|
|
|
2 |
Статическое давление за НА
у корня
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Статическое давление за НА
у периферии
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Угол выхода потока из РК |
град |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Барометрическое
давление (давление за ступенью)
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Показания приборов в процессе опытов (рис.20) |
Число оборотов ротора n |
об/мин |
|
|
|
|
|
|
7 |
Полное
давление перед ступенью
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Статическое давление за НА
у корня
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Статическое давление за НА
у периферии
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
Угол
выхода потока из РК
|
град |
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Полное
давление перед ступенью
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
Статическое давление за НА у
корня
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
13 |
Статическое давление за НА у
периферии
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
14 |
Угол выхода потока из
РК |
град |
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл.6
№ п/п |
Наименование физической величины и формула для её определения |
Обозначение единицы физической величины |
№ режима работы ступени |
|||||
1 |
2 |
3 |
|
п-1 |
n |
|||
15 |
Степень реактивности у
корня
|
— |
|
|
|
|
|
|
16 |
Степень реактивности у
периферии
|
— |
|
|
|
|
|
|
17 |
Степень реактивности на среднем диаметре , где
|
— |
|
|
|
|
|
|
18 |
Изоэнтропийный
перепад энтальпий в ступени
|
кДж/кг |
|
|
|
|
|
|
19 |
Изоэнтропийный перепад энтальпий
в НА
|
кДж/кг |
|
|
|
|
|
|
20 |
Абсолютная
скорость выхода потока из НА
|
м/с |
|
|
|
|
|
|
21 |
Окружная скорость на среднем диаметре
РК
|
м/с |
|
|
|
|
|
|
22 |
Относительная скорость входа потока в
РК
|
м/с |
|
|
|
|
|
|
23 |
Относительная скорость выхода потока из РК
|
м/с |
|
|
|
|
|
|
24 |
Абсолютная скорость выхода потока из РК
|
м/с |
|
|
|
|
|
|
по
опытным данным)
по
опытным данным)
Продолжение табл.6
№ п/п |
Наименование физической величины и формула для её определения |
Обозначение единицы физической величины |
№ режима работы ступени |
|||||
1 |
2 |
3 |
|
n-1 |
n |
|||
25 |
Окружная составляющая скорости |
м/с |
|
|
|
|
|
|
26 |
Окружная составляющая скорости
|
м/с |
|
|
|
|
|
|
27 |
Коэффициент циркуляции ступени
|
— |
|
|
|
|
|
|
28 |
Осевая составляющая скорости
|
м/с |
|
|
|
|
|
|
29 |
Угол выхода потока в РК
|
град |
|
|
|
|
|
|
30 |
Осевая составляющая скорости
|
м/с |
|
|
|
|
|
|
31 |
Коэффициент расхода ступени
|
— |
|
|
|
|
|
|
32 |
Условная изоэнтропийная скорость
|
м/с |
|
|
|
|
|
|
33
|
Характеристический коэффициент
|
— |
|
|
|
|
|
|
34
|
Относительный окружной КПД ступени с потерей выходной кинетической энергии
|
— |
|
|
|
|
|
|
35
|
Относительный окружной КПД ступени с использованием выходной кинетической энергии
(можно
принять
|
— |
|
|
|
|
|
|
36 |
Потеря энергии в НА
|
кДж/кг |
|
|
|
|
|
|
)
Окончание табл.6
№ п/п |
Наименование физической величины и формула для её определения величины |
Обозначение единицы физической величины. |
№ режима работы ступени |
|||||
1 |
2 |
3 |
|
n-1 |
n |
|||
37 |
Потеря энергии в РК
|
кДж/кг |
|
|
|
|
|
|
38 |
Выходная кинетическая энергия
|
кДж/кг |
|
|
|
|
|
|
39 |
Окружной перепад энтальпий в ступени
|
кДж/кг |
|
|
|
|
|
|
40 |
Располагаемый
перепад энтальпий в ступени
(можно принять ) |
кДж/кг |
|
|
|
|
|
|
41 |
Относительный
окружной КПД ступени с учетом полной
потери выходной кинетической энергии
|
— |
|
|
|
|
|
|
42 |
Относительный окружной КПД ступени с учетом полного использования выходной кинетической энергии ( )
|
— |
|
|
|
|
|
|
6. По завершении испытания закрыть задвижку перед ресивером, выключить вентиляторы (в последовательности №3; №2; №1), выключить масляный насос и прекратить подачу воды в нагрузочное устройство.
7. После полной остановки воздушной турбины проверить нулевые показания приборов и сверить их с полученными перед испытанием (табл. 6, п.1-5). В случае расхождения этих данных испытание следует повторить.
8. Для каждого из режимов, при которых выполнены соответствующие замеры параметров, обработать опытные данные по методике, представленной в виде табл. 6 (п.11-42).
9. По результатам обработки опытных данных построить:
графические
зависимости физических величин от
характеристического коэффициента
:
а)
и
;
б)
и
;
в)
,
,
;
г) , , ;
д)
и
;
е)
и
;
и
;
треугольники
скоростей на среднем диаметре при трех
режимах работы ступени
,
и
.
10. Проанализировать результаты опытного определения полученных зависимостей и сделать выводы.