Określanie średniej prędkości przepływającego gazu

Określanie średniej prędkości przepływającego gazu.doc
(598 KB) Pobierz
Akademia Górniczo-Hutnicza
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Katedra Energetyki i Ochrony Środowiska
Temat ćwiczenia:
Określanie średniej
prędkości przepływającego gazu
Pomocnicze materiały dydaktyczne
Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Opracował:
Dr inż. Dawid Taler
Katedra Energetyki i Ochrony Środowiska
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Kraków, 2004
Określanie średniej prędkości przepływającego gazu
Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie wydajności maszyny
przepływowej przy zastosowaniu różnych metod pomiaru, ich porównanie
i dyskusja.
Objętościowe natężenie przepływu (strumień objętościowy)
wzorem:
określone jest
m3/s,
gdzie
- średnia prędkość przepływu w kanale, m/s
- pole przekroju kanału, m2
Masowe natężenie przepływu (strumień masowy)
określone jest wzorem:
kg/s
gdzie
- gęstość płynu, kg/m3
Pomiar objętościowego natężenia przepływu (strumienia objętościowego)
realizowany będzie poprzez zastosowanie następujących metod pomiarowych:
1. Określanie średniej prędkości przepływu gazu przy użyciu zwężek pomiarowych
– podstawą pomiaru jest Polska Norma PN-93/M-53950/01.
2. Określanie średniej prędkości przepływu gazu w oparciu o pomiar rurką
spiętrzającą Prandtl’a.
3.
Pomiar średniej prędkości przepływu gazu za pomocą anemometru
skrzydełkowego.
Dane wejściowe:
Średnica rurociągu
Średnica zwężki
500 mm
350 mm
Przewężenie zwężki
Wielkości mierzone:
Temperatura otoczenia , ºC
Ciśnienie barometryczne (atmosferyczne)
Wilgotność względna , %
, Pa
Metoda I
Określanie średniej prędkości przepływu gazu przy użyciu zwężek
pomiarowych – podstawą pomiaru jest Polska Norma PN-93/M-53950/01.
1. Wyznaczenie gęstości powietrza wilgotnego przed zwężką
, kg/m3
gdzie
- gęstość powietrza w warunkach normalnych fizycznych,
1,2759
3
kg/m
- ciśnienie powietrza w warunkach normalnych fizycznych,
105
Pa
- temperatura powietrza w warunkach normalnych fizycznych,
273 K
- temperatura powietrza przed zwężką, K; wielkość tą odczytujemy na
podstawie pomiaru
- gęstość pary wodnej nasyconej suchej, kg/m3; wielkość tą
odczytujemy z tablic na podstawie temperatury powietrza przed
zwężką
- ciśnienie pary wodnej nasyconej suchej, Pa; wielkość tą
odczytujemy z tablic na podstawie temperatury powietrza przed
zwężką
- ciśnienie bezwzględne powietrza przed zwężką, Pa
, Pa
gdzie
podciśnienie powietrza przed zwężką, m; wielkość tą odczytujemy
na podstawie pomiaru
- gęstość cieczy manometrycznej, dla naszego stanowiska
pomiarowego = 825 kg/m3
- przyspieszenie ziemskie, = 9,81 m/s2
-
2. Wyznaczenie liczby ekspansji
gdzie
dla powietrza przed zwężką
- wykładnik adiabaty, dla gazów dwuatomowych
- liczba przepływu
gdzie
- spadek ciśnienia na zwężce określony wzorem
, Pa
gdzie
- spadek ,,wysokości ciśnienia’’ na zwężce, m; wielkość tą
odczytujemy na podstawie pomiaru
3. Wyznaczenie współczynnika przepływu
metodą iteracyjną.
gdzie Re - liczba Reynoldsa.
Zakładamy jako pierwsze przybliżenie Re = 570 000. Następnie dla tej wartości
liczby Reynoldsa obliczamy .
3.1 Wyznaczenie strumienia objętości (objętościowego natężenia przepływu) na
podstawie obliczonego współczynnika przepływu .
, m3/s
3.2 Wyznaczenie prędkości średniej na podstawie
, m/s
gdzie
- pole przekroju wewnętrznego kanału
, m2
3.3 Wyznaczenie rzeczywistej liczby Reynoldsa
Definicja liczby Reynoldsa
gdzie
- współczynnik lepkości kinematycznej płynu, m2/s; wielkość tą
odczytujemy z tablic na podstawie temperatury powietrza przed
zwężką
Na podstawie obliczonej wartości
obliczamy liczbę Reynoldsa
.
3.4 Wyznaczenie rzeczywistego współczynnika przepływu
Na podstawie uzyskanej z obliczeń liczby Reynoldsa
obliczamy rzeczywisty
współczynnik przepływu
Następnie porównujemy współczynnik przepływu
obliczony dla założonej liczby
Reynoldsa Re = 570 000 z rzeczywistym współczynnikiem przepływu
otrzymanym na podstawie rzeczywistej liczby Reynoldsa
.
Jeżeli
=
to oznacza, że obliczony strumień objętości
strumieniem objętości płynu przepływającym w rurociągu.
jest rzeczywistym
Jeżeli wartość rzeczywistego współczynnika przepływu
różni się znacznie od
to jeszcze raz obliczamy współczynnik przepływu
dla
. Następnie
ponownie obliczamy objętościowe natężenie przepływu
, prędkość średnią
i
liczbę Reynoldsa, na podstawie której obliczamy
wartością
. Wielkość tą porównujemy z
.
4. Obliczanie strumienia masy (masowego natężenia przepływu)
.
, kg/s
- gęstość powietrza za zwężką, kg/m3
Metoda II
Określanie średniej prędkości przepływu gazu w oparciu o pomiar rurką
spiętrzającą Prandtl’a.
Ciśnienie całkowite
jest równe sumie ciśnienia statycznego i dynamicznego.
, Pa
Ciśnienie dynamiczne
określone jest wzorem:
, Pa
gdzie
- wysokość ciśnienia dynamicznego, m; wielkość tą odczytujemy na
podstawie pomiaru
Na podstawie co najmniej kilku pomiarów dla różnych głębokości zanurzenia
rurki Prandtl’a otrzymujemy średnią arytmetyczną wysokość ciśnienia
dynamicznego
, m
gdzie - liczba pomiarów.
Średnia prędkość przepływu
określona jest następującym wzorem
, m/s
gdzie
- uśredniona wartość ciśnienia dynamicznego, Pa
, Pa
Objętościowe natężenie przepływu (strumień objętościowy)
, m3/s
...
Plik z chomika:
wynosi:
Snoow
Inne pliki z tego folderu:
 Badanie oplywu plata.pdf (1191 KB)
Badanie wyplywu cieczy ze zbiornika.pdf (1197 KB)
 Okreslenie wspolczynnika oporu ciala o ksztalcie oplywowym.pdf (1238 KB)
 Określanie średniej prędkości przepływającego gazu.doc (598 KB)
Projektowanie pneumatycznych ukladow sterowania metoda algorytmiczna.pdf (2099
KB)


Inne foldery tego chomika:


Zgłoś jeśli naruszono regulamin





Strona główna
Aktualności
Kontakt
Dział Pomocy
Opinie


Regulamin serwisu
Polityka prywatności
Copyright © 2012 Chomikuj.pl
Automatyka
 Elektrotechnika i elektronika
Elementy Automatyki Przemysłowej
 Fizyka
 Hydraulika i Pneumatyka