Методичка web 2013 Лаборат.

В.В. ЩЕРБИНИН, А.К. БУРМ

ТЕПЛОТЕХНИКА

Барнаул 2013

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В.В. ЩЕРБИНИН, А.К. БУРМ

ТЕПЛОТЕХНИКА

Учебно-методическое пособие Издание 2-е, переработанное и дополненное

Барнаул 2013

2

УДК 621.1 (075.2)

Щербинин В.В. Теплотехника: учебно-методическое пособие. Изд. 2-е, перераб. и доп. / В.В. Щербинин, А.К. Бурм. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2007. 48 с.

В учебно-методическом издании приведены основные сведения о теплоэнергетических установках, используемых как на производстве, так и в качестве лабораторных. Дана методика проведения лабораторных работ.

Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 660300 «Агроинженерия».

Рекомендовано к изданию методической комиссией института техники и агроинженерных исследований АГАУ (протокол № 2 от 6. 10. 2007 г.)

Рецензент – зав. кафедрой физики, директор института природообустройства АГАУ, д.б.н., профессор С.В. Макарычев

©Щербинин В.В., Бурм А.А., 2007

©ФГОУ ВПО АГАУ, 2007

3

4

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1.Студент должен быть теоретически подготовлен к выполнению каждой лабораторной работы, изучив соответствующий материал по конспектам лекций и учебным пособиям, иметь ясное представление о цели и задачах работы, о необходимых условиях, обеспечивающих получение достоверных и точных результатов.

2.Перед началом проведения опыта преподаватель выясняет степень теоретической подготовки студентов по теме работы.

3.Студенты проводят все предусмотренные методическими указаниями операции, предшествующие пуску установки, и включают ее только после разрешения преподавателя или лаборанта, проверившего правильность выполнения подготовительной работы.

4.Экспериментальная часть работы считается законченной и разрешается выключить установку только после проверки преподавателем результатов испытания. Если результаты какого-то опыта явно не соответствуют остальным, следует выявить причины несоответствия и при необходимости повторить этот опыт.

После выключения лабораторной установки рабочее место приводится в первоначальное состояние.

5.По выполненной работе студент готовит письменный отчет. Текстовой материал, схемы, графики и таблицы должны быть четкими и аккуратно оформленными. Графики вычерчиваются на миллиметровой бумаге в масштабе, определяемом размерами страницы отчета.

6.На очередном занятии студент сдает отчет преподавателю и только после этого допускается к выполнению следующей лабораторной работы.

5

Изготовление, монтаж и эксплуатация всех лабораторных установок должны отвечать требованиям действующих Правил устройства и безопасной эксплуатации электроустановок, котлов и сосудов, работающих под давлением.

В лаборатории у рабочих мест должны быть вывешены плакаты и предупредительные надписи по технике безопасности и противопожарным мероприятиям.

Перед началом работы в лаборатории преподаватель, ведущий занятия, проводит со студентами инструктаж по технике безопасности, конкретное содержание которого определяется инструкцией, разработанной для данной лаборатории. В специальном журнале отмечаются дата, содержание и место проведения инструктажа, фамилии инструктируемых студентов. После этого преподаватель и студенты ставят свои подписи.

6

Лабораторная работа №1 МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ГАЗОВ

1. Цель работы

Освоить методы определения скорости истечения и расхода газов.

2.Оборудование, приборы и принадлежности

2.1.Вентиляционная установка.

2.2.Мерная диафрагма.

2.3.Пневмометрические трубки.

2.4. Дифференциальный манометр.

2.5.Барометр.

2.6.Термометр.

3.Порядок выполнения работы

3.1.Ознакомиться с настоящим руководством и изучить правила техники безопасности, при выполнении данной работы.

3.2.Изучить устройство и принцип действия лабораторной установки.

3.3.Произвести измерение необходимых параметров при разных сечениях входного отверстия вентиляционной установки.

3.4.Определить значения скорости и расхода газа для различных режимов работы вентилятора.

3.5.Оценить точность измерения скорости и расхода газа приведенными приборами.

3.6.Составить отчет по работе.

7

4.Содержание работы

4.1.Основные определения.

Количество газообразного (или жидкого) вещества, протекающее через поперечное сечение закрытого канала или трубопровода в единицу времени называется расходом. Если расход вещества выражен в единицах массы, то его называют массовым, а если в объѐмных единицах - объѐмным.

Объѐмный расход (м3/с) определяется произведением:

где F – площадь поперечного сечения канала, м2; С – средняя скорость движения вещества, м/с.

Массовый расход G (кг/с) равен произведению:

где ρ – плотность вещества, кг/м.3

Объѐм газа измеряется в кубических метрах (м3) при фактических значениях температуры и давления. Нередко результат измерения выражают в нормальных кубических метрах (нм3), т.е. фактический объѐм газа приводят к нормальным условиям ( t = 0°С и Р = 101,3 кПа или 760 мм рт. ст.).

Расход газа или жидкости измеряется с помощью расходомеров различной конструкции.

8

4.2. Классификация основных типов расходомеров

Приборы для измерения расхода жидкостей, паров и газов по принципу действия подразделяются на весовые, объѐмные, скоростные и парциальные. Их в свою очередь можно разделить на следующие группы:

4.2.1.Расходомеры переменного перепада давления - из-

мерительные приборы, основанные на измерении перепада давления, создаваемого в зависимости от расхода жидкости, пара или газа сужающим устройством, напорными трубками или гидравлическим сопротивлением.

4.2.2.Расходомеры обтекания - измерительные приборы,

состоящие из тела (поплавка, поршня, шарика, диска или крыла), которое воспринимает динамическое давление обтекающего его потока и перемещается в зависимости от величины расхода жидкости, пара или газа.

4.2.3.Тахометрические расходомеры. В них тахометри-

ческое устройство измеряет зависящую от расхода текущего вещества скорость вращения крыльчатки, ротора, диска или другого тела, установленного в потоке.

4.2.4.Термоанемометрические расходомеры, исполь-

зующие зависимость между количеством теплоты, теряемой нагретым телом, и скоростью воздушного или газового потока,

вкотором это тело находится.

4.2.5.Парциальные расходомеры. В них производится измерение определенной доли расхода основного потока жидкости, пара или газа, образующейся в обводной трубе вокруг сужающего устройства или гидравлического сопротивления, установленного в основном потоке.

9

4.3. Опытная установка для измерения расхода газа

Рис. 1. Схема лабораторной установки: 1 – вентилятор; 2 – заслонка; 3 – термометр; 4 – диафрагма; 5 – трубопровод; 6 – пневмометрические трубки; 7, 8, 9, 10 – U-образные манометры.

Установка состоит из участка трубопровода 5, по которому протекает воздух, нагнетаемый центробежным вентилятором 1. Для измерения скорости и расхода воздуха в трубопроводе установлены пневмометрические трубки 6 и нормальная диафрагма (дроссельная шайба) 4. Пневмометрические трубки присоединены к U-образным жидкостным манометрам 7, 9 и к дифференциальному манометру 8 для измерения полного, статического и динамического давления воздуха в трубопроводе.

Перепад давления, возникающий при прохождении воздуха через дроссельную шайбу, измеряется дифференциальным манометром 10. Во всех упомянутых манометрах в качестве рабочей жидкости используется вода. С целью упрощения установки все давления измеряются одним манометром, который по очереди подсоединяется к диафрагме и пневмометрическим трубкам.

Для измерения температуры протекающего воздуха в трубопроводе установлен термометр 3.

10