Основные формулы и зависимости.

Лабораторная работа №7

 

«Исследование течения в осесимметричном коническом диффузоре»

 

 

Выполнила: студентка гр. 3-2**

Петухова А.Ю.

Проверил: Буданов В.А.

 

 

Иваново 2012

Цель работы: определение аэродинамических характеристик конического осесимметричного диффузора, знакомство с интегральной методикой испытания диффузоров.

Экспериментальная установка и схема измерений:

Рабочая часть представляет собой осесимметричной сопло Лаваля. Расширяющаяся часть сопла будет при докритических скоростях работать как диффузор.

 

Схема измерений:

Во входном сечении 1 – 1 измеряется

статическое давление пружинным

манометром. Давление полного тормо-

жения в сечении 1 – 1: Р₁^{* изб} =Р_о^{* изб}.

На входе (сечение 2 – 2)измеряется дав-

ление полного торможения Р₂* ^изб.

Р_о^{* изб} и Р₂* ^изб измеряются Г- образны-

ми зондами и регистрируются U – образ-

ными водяными манометрами. Избыточ-

ные статические давления в дренажах

2 – 23 измеряются водяными дифманометрами.

 

Основные формулы и зависимости.

Процесс сжатия в дозвуковом диффузоре в i – s диаграмме.

 

 

H_o=C₁² / 2 – кинетическая энергия на входе

h_o=C_2t² / 2 – располагаемая энергия

h₁₂ – приращение потенциальной энергии

∆h – внутренние потери энергии

∆h_BC=C₁² / 2 – потери энергии со входной

скоростью

h_o=∆h + ∆h_BC.

 

 

Для характеристики аэродинамических качеств наиболее часто используются следующие коэффициенты:

-- коэффициент внутренних потерь.

-- коэффициент потерь с входной скоростью

-- коэффициент полных потерь энергии

-- коэффициент востановления энергии.

Для несжимаемой жидкости коэффициент востановления давления

Из энергетического баланса диффузора:

H_o=h₁₂+∆h+∆h_BC=h₁₂+h_o

1=h₁₂ / H_o + ∆h / h₀ + ∆h_BC / H_o = h₁₂ / h_o + ho / H_o

- энергетический КПД характеризует аэродинамическое совершенство диффузора.

- коэффициент потери полного давления,

- коэффициент потери внутреннего давления.

Тепловые перепады, необходимые для расчётов коэффициентов, вычисляются по соответствующим скоростям, а скорости, в свою очередь, по давлениям с помощью таблиц газодинамических функций.

Воспользуемся следующим методом определения потерь энергии с выходной скоростью:

Используя уравнение неразрывности

учтя, что и считая ,

Тогда:

 

 

P_i^изб – из журнала наблюдений,

Р_i= P_i^изб + В_о (мм.вод.ст.)

, - по таблице,

- по таблице,

По пезультатам расчётов строим графики зависимостей:

а) - распределение скорости по длине диффузора,

б) - зависимость интегральных коэффициентов от скорости потока на входе.

 

Журнал наблюдений.

 

 

№ режима
Bt	м бар	1013,25	1013,25
tb	о С
Poизб	мм.вод.ст.
t*o	о С
P2изб	мм.вод.ст.
Давление в дренажах Рiизб	Р изб		кг / см 2	- 18* 10 -2	- 17 * 10 -2
Р изб		мм.вод.ст	- 700	- 750
Р изб		мм.вод.ст	- 600	- 650
Р изб		мм.вод.ст	- 500	- 600
Р изб		мм.вод.ст	- 410	- 450
Р изб		мм.вод.ст	- 360	- 380
Р изб		мм.вод.ст	- 310	- 350
Р изб		мм.вод.ст	- 260	- 300
Р изб		мм.вод.ст	- 230	- 260
Р изб		мм.вод.ст	- 200	- 230
Р изб		мм.вод.ст	- 170	- 190
Р изб		мм.вод.ст	- 150	- 160
Р изб		мм.вод.ст	- 130	- 140
Р изб		мм.вод.ст	- 110	- 120
Р изб		мм.вод.ст	- 90	- 100
Р изб		мм.вод.ст	- 80	- 80
Р изб		мм.вод.ст	- 70	- 70
Р изб		мм.вод.ст	- 50	- 50
Р изб		мм.вод.ст	- 40	- 40
Р изб		мм.вод.ст	- 30	- 30
Р изб		мм.вод.ст	- 15	- 15
Р изб		мм.вод.ст	- 5	- 10
Р изб		мм.вод.ст

 

 

Журнал расчёта распределения скоростей по длине диффузора.

 

№ режима 1	= 0,616	К=1,4
Ni дренажа	Рi изб	Рi= Рi изб + Во
---	мм.вод.ст	мм.вод.ст	---	---	---
	- 1800		0,7954	0,616	0,000
	- 700		0,8979	0,426	0,125
	- 600		0,9072	0,406	0,167
	- 500		0,9166	0,384	0,208
	- 410		0,9249	0,364	0,25
	- 360		0,9296	0,352	0,292
	- 310		0,9343	0,34	0,333
	- 260		0,9389	0,327	0,375
	- 230		0,9417	0,32	0,417
	- 200		0,9445	0,312	0,458
	- 170		0,9473	0,304	0,5
	- 150		0,9492	0,298	0,542
	- 130		0,951	0,292	0,583
	- 110		0,9529	0,286	0,625
	- 90		0,9548	0,281	0,667
	- 80		0,9557	0,278	0,705
	- 70		0,9566	0,275	0,75
	- 50		0,9585	0,269	0,792
	- 40		0,9594	0,266	0,833
	- 30		0,9604	0,262	0,875
	- 15		0,9618	0,258	0,917
	- 5		0,9627	0,255	0,958
			0,9632	0,253

 

 

Журнал расчёта распределения скорости по длине диффузора.

 

 

№ режима 2	= 0.596
Ni дренажа	Рi изб	Рi= Рi изб + Во
---	мм.вод.ст	мм.вод.ст	---	---	---
	- 1700		0,8073	0,596	0,000
	- 750		0,8962	0,43	0,125
	- 650		0,9055	0,41	0,167
	- 600		0,9102	0,399	0,208
	- 450		0,9242	0,366	0,25
	- 380		0,9308	0,349	0,292
	- 350		0,9336	0,342	0,333
	- 300		0,9383	0,329	0,375
	- 260		0,942	0,318	0,417
	- 230		0,9448	0,311	0,458
	- 190		0,9485	0,3	0,5
	- 160		0,9514	0,291	0,542
	- 140		0,9532	0,286	0,583
	- 120		0,9551	0,28	0,625
	- 100		0,9569	0,274	0,667
	- 80		0,9588	0,268	0,705
	- 70		0,9598	0,264	0,75
	- 50		0,9616	0,258	0,792
	- 40		0,9626	0,255	0,833
	- 30		0,9635	0,252	0,875
	- 15		0,9649	0,247	0,917
	- 10		0,9654	0,245	0,958
			0,9663	0,242

 

 

Журнал расчёта интегральных характеристик.

 

Номер опыта	B o	P1изб	P1*	P2изб	P2*	P2	1	2t	2t	2
№	Мм.вод.ст	мм.вод. ст	Мм.вод.ст	Мм.вод.ст	Мм.вод.ст	Мм.вод.ст
№		Р1* изб= Ро* изб	Р1* изб +Во	Табл. 1	Р2изб +Во	Р2 =Во	Табл. 2
							0,616	0.9631	0.253	0.9791
							0,596	0.9663	0.242	0.9718

 

№ опыта	п	вс
		п - вс	1 - п
	0.1039	0.0642	0.0397	0.8961	0.9576	0.98368	1.21
	0.09826	0.0657	0.03256	0.90174	0.9651	0.9944	1.197

 

Вывод: в данной лабораторной работе мы определили аэродинамические характеристики конического осесимметричного диффузора, познакомились с интегральной методикой испытания диффузоров.