Основные расчётные формулы




Состояние атмосферного воздуха.

1. Температура воздуха t = 19,6 °С.

2. Показание барометра Ра′ = 758,9 мм. рт. ст.

Общая поправка в показания барометра Кбар = 0,889 мм. рт. ст.

Атмосферное давление в процессе измерения Ра = 759,789 мм. рт. ст.

3. Показания психрометра: tc = 19,2 °С, tм = 10,8 °С.

Относительная влажность воздуха φ = 28 %.

4. Плотность воздуха при параметрах измерения.

Плотность воздуха рассчитывается по формуле:

ρ = ρств,

где ρст - плотность воздуха при стандартных параметрах, кг/м3;

Кв – поправка для приведения измерений к стандартному состоянию воздуха.

Данная поправка может быть рассчитана как

Кв = 2,59∙Тизма изм,

где Тизм – температура воздуха в процессе измерения, °К;

Ра изм – атмосферное давление, мм. рт. ст.

Тизм = 292,6 К; Ра изм = 759,789 мм. рт. ст.,

Тогда

Кв = 2,59∙(292,6/ 759,789) = 0,999;

ρ = 1,2/0,999 = 1,201 кг/м3.

Поправки в показания микроманометра.

1. Поправка на тарировку

Кт = ρж. ф./ ρж. т.

где ρж. ф – истинная (фактическая) плотность жидкости, залитой в прибор при измерениях, г/см3;

ρж. т. – плотность жидкости, при которой проводилась тарировка (градуировка) шкалы прибора, г/см3.

 

ρж. ф = 0,823 г/см3, ρж. т. = 0,8095 г/см3.

Тогда, имеем

Кт = 0,823/ 0,8095 = 1,017.

2. Фактор (коэффициент) обоих приборов (двух микроманометров типа ММН):

Кпр1 = 0,4; Кпр2 = 0,8.

3. Общая поправка в отсчёт по микроманометру

К = Кв ∙ Кт ∙ Кпр ∙g,

К1 = 0,999·1,017·0,4·9,81 = 3,987; К2 = 0,999·1,017·0,8·9,81 = 7,973.

 

Схема опыта


 

 

Таблица 1 – Исходные данные

№ опыта Отсчё- ты Величины V, м/с Нд, Па R, Па/м R∙l, Па Па Nв, Вт   Nа, Вт
Нст1 Нст2 Нст1, Па Нст2, Па
        1873,66 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 60,2 0,43  
      19,935 1913,52 5,626 18,989 4,751 1,116 1,899 97,2 0,54  
      59,805 2112,85 9,744 56,968 12,423 2,919 5,697   0,65  
      159,48 2088,93 15,912 151,914 29,306 6,887 15,191 230,4 0,72  
      219,285 2033,12 18,658 208,882 38,724 9,100 20,888 262,8 0,73  
      310,986 1897,57 22,220 296,233 52,570 12,354 29,623 321,3 0,765  
      418,635 1698,25 25,780 398,775 68,186 16,024 39,877 364,25 0,775  
      498,375 1554,74 28,129 474,732 79,424 18,665 47,473 408,2 0,785  
      558,18 1403,25 29,769 531,700 87,704 20,610 53,170 434,5 0,79  
      677,79 1156,09 32,803 645,636 103,944 24,427 64,564 475,2 0,792  
      757,53 1020,54 34,679 721,593 114,569 26,924 72,159 508,8 0,795  

Таблица 2 – Сводная таблица результатов

№ опыта Q, м3 Нст2, Па Нд, Па Нств, Па Ндвых, Па Нв, Па Nв, кВт ηв ηств ny
  0,000 1873,66 0,000 1873,660 0,000 1873,660 0,060 0,000 0,000 0,000
  0,044 1913,52 18,989 1897,546 17,835 1915,381 0,097 0,870 0,862 11,156
  0,076 2112,85 56,968 2064,498 53,506 2118,004 0,156 1,039 1,012 13,615
  0,125 2088,93 151,914 1959,094 142,682 2101,776 0,230 1,139 1,062 17,500
  0,146 2033,12 208,882 1854,226 196,187 2050,413 0,263 1,143 1,033 19,305
  0,174 1897,57 296,233 1643,314 278,229 1921,544 0,321 1,043 0,892 22,118
  0,202 1698,25 398,775 1355,376 374,539 1729,915 0,364 0,961 0,753 25,777
  0,221 1554,74 474,732 1146,146 445,880 1592,026 0,408 0,861 0,620 28,656
  0,234 1403,25 531,700 945,330 499,385 1444,716 0,435 0,777 0,508 31,707
  0,258 1156,09 645,636 599,445 606,397 1205,841 0,475 0,653 0,325 38,115
  0,272 1020,54 721,593 398,034 677,737 1075,772 0,509 0,576 0,213 42,693

Основные расчётные формулы

1. Если отсчёт по прибору l, то величины Нст1 и Нст2 будут равны:

2. Скорость движения воздуха во всасывающем воздухопроводе V, м/с, рассчитывают по выражению:

где а = 1,26 – тарировочный коэффициент входного коллектора по скорости воздуха (принимаем результат, полученный вследствие тарирования входного коллектора из лабораторной работы №2).

3. Объём перемещаемого вентилятором воздуха Qв, м3/с, для воздуховодов круглого сечения:

Qв = V ∙ F = V ∙ (π ∙ D2)/4, м3/с.

4. Величину динамического давления определяем по формуле:

5. Полное давление, развиваемое вентилятором в сети, Нв, Па, рассчитывают по формуле:

где Новс – общее избыточное давление во всасывающем патрубке вентилятора, Па;

Нонг - общее избыточное давление в нагнетательном отверстии вентилятора, Па;

- сумма потерь давления на линии всасывания сети, Па;

- сумма потерь давления на линии нагнетания, Па.

С другой стороны, полное давление, развиваемое вентилятором, может быть представлено как:

где Нств – статическое давление вентилятора, Па;

Ндвых – динамическое давление на выходе воздуха из нагнетательного патрубка вентилятора. Па.

6. Для получения общего давления вентилятора на всасывании следует рассчитать полное давление в сечении 2-2 и прибавить к нему давления на участке от сечения 2-2 до всасывающего отверстия вентилятора. Таким образом,

где величину коэффициента потерь на единицу длины можно рассчитать аналитически:

где l2-в = 0,235 м – расстояние от II сечения до входа в вентилятор;

= 0,1 – коэффициент сопротивления для выпрямляющей решётки, выполненной из листовой оцинкованной стали с 9 отверстиями.

8. Полное давление вентилятора на нагнетании в данной установке (при отсутствии нагнетательного воздухопровода) очевидно равно динамическому давлению на выхлопе:

где Vвых – скорость воздуха на выходе из нагнетательного патрубка, м/с.

9. В соответствии с уравнением неразрывности данная скорость может быть найдена как:

где Fвых = 0,0081 м2 – площадь выходного патрубка вентилятора, м2.

10. Статическое давление вентилятора будет равно:

11. При измерении активной мощности электродвигателя ваттметром (цена деления ваттметра равна 10) мощность на валу вентилятора Nв, Вт, равна:

где Na – активная мощность двигателя, Вт;

ηэд – КПД электродвигателя.

Коэффициент полезного действия электродвигателя зависит от полезной нагрузки и определяется по характеристике электродвигателя. Частота вращения электродвигателя равна n = 2900 об/мин.

12.Определив мощность на валу вентилятора, рассчитываем полный и статический КПД вентилятора:

 

 

Рисунок 1. Индивидуальная характеристика вентилятора

 

13. При построении универсальной характеристики вентилятора при различных частотах вращения применим для пересчёта характеристик законы пропорциональности:

при этом ηв = const.

Выбирая парные значения Qв и Нв из индивидуальной характеристики, соответствующие «целым» значениям (в данном случае =0,5;0,4), и принимая новые частоты вращения, получаем по законам пропорциональности точки универсальной характеристики, соответствующие новым числам оборотов.

14. Рассчитаем величину:

где Qв – объём воздуха, перемещаемого вентилятором, м3/с;

Нв – давление вентилятора, Па;

n – частота вращения вентилятора, мин-1.

 

Таблица 3 – Данные для построения универсальной характеристики

η n1 = 2000 об/мин n2 = 2500 об/мин n3 = 2900 об/мин
Qв1 Нв1 Qв2 Нв2 Qв3 Нв3
ηmax = 1,143 0,101   0,126   0,146 2050,4
η1 = 0,8 0,028 0,156     0,034 0,195     0,04 0,226    
η2 = 0,6 0,020 0,186     0,025 0,233     0,029 0,27    

Рисунок 2. Универсальная характеристика вентилятора



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: