ĆWICZENIE NR 2

ĆWICZENIE NR 2
POMIAR WSPÓŁCZYNNIKA WYPŁYWU Z DYSZY
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika wypływu z dyszy oraz określenie wpływu kształtu
dyszy na jego wartość.
2. Stanowisko pomiarowe





Stanowisko pomiarowe składa się z:
a) wymiennych dysz przedstawionych na rysunku poniżej
b)
c)
d)
e)
f)
𝑠1 = 2 mm
𝑠2 = 6 mm
𝑠3 = 18 mm
𝛼1 = 15°
𝛼2 = 30°
𝛼3 = 45°
𝛼1 = 10°
𝛼2 = 15°
𝛼3 = 30°
Rys. 1 Przekrój poprzeczny wymiennych dysz palnika
wentylatora;
autotransformatora;
U - rurki do pomiaru ciśnienia przed dyszą;
U - rurki i kryzy do pomiaru ciśnienia różnicowego na kryzie pomiarowej;
barometru i termometru.
3. Wykonanie ćwiczenia:
a) Z wybranej grupy dysz nałożyć dowolną na palnik.
b) Za pomocą autotransformatora regulować napięcie zasilające wentylator tak, aby ciśnienie
różnicowe na kryzie wynosiło kolejno 100, 200 i 300 mmH2O.
c) Odczytać wartość ciśnienia statycznego panującego przed dyszą dla każdej wartości ciśnienia
różnicowego na kryzie.
d) Powtórzyć te czynności dla pozostałych dysz.
e) Odczytać ciśnienie atmosferyczne i temperaturę powietrza.
4. Sprawozdanie winno zawierać:
a) Cel ćwiczenia.
b) Schemat stanowiska pomiarowego.
c) Zestawienie wyników pomiarów wraz z kartą pomiarową podpisaną przez prowadzącego
zajęcia.
d) Obliczenia prędkości wypływu powietrza z dyszy.
e) Obliczenia współczynnika wypływu z dyszy.
f) Przedstawienie toku obliczeń wraz z przykładowymi podstawieniami do wzorów.
g) Zestawienie wszystkich wyników obliczeń w formie tabelarycznej.
h) Wykres Φ = 𝑓(𝑉𝑝̇ ) oraz 𝑤 = 𝑓(𝑉𝑝̇ ) dla każdego zestawu dysz.
i) Omówienie wpływu kształtu dyszy na wartość współczynnika wypływu oraz na prędkość
wypływu z dyszy.
j) Uwagi i wnioski.
5. Podstawowe zależności do obliczeń
5.1.
Prędkość wypływu powietrza z dyszy
W celu obliczenia wypływu powietrza z dyszy należy wcześniej wyznaczyć gęstość rzeczywistą
powietrza korzystając z zależności:
(𝑝𝑟𝑧 − 𝜑 ⋅ 𝑝𝑝 )𝑇𝑛
𝜌𝑟𝑧 = 𝜌𝑛
+ 𝜑 ⋅ 𝜌", kg/m3
𝑝𝑛 𝑇𝑟𝑧 𝐾𝑟𝑧
Gdzie:
- gęstość powietrza w warunkach normalnych, kg/m3
𝜌𝑛
- gęstość pary wodnej nasyconej w temperaturze 𝑇𝑟𝑧 , kg/m3
𝜌"
1652,67
lg 𝜌" = 4,723 −
𝑇𝑟𝑧 − 38,32
- wilgotność względna powietrza, 𝜑
𝑝𝑝
- ciśnienie pary wodnej nasyconej w temperaturze 𝑇𝑟 , kPa
1809,85
lg 𝑝𝑝 = 7,345 −
𝑇𝑟𝑧 − 33,72
- ciśnienie normalne, kPa
𝑝𝑛
- ciśnienie rzeczywiste powietrza w rurociągu 𝑝𝑟𝑧 = 𝑝 + 𝑝𝑜𝑡 , kPa
𝑝𝑟𝑧
- ciśnienie atmosferyczne (otoczenia), kPa
𝑝𝑜𝑡
- temperatura normalna, K
𝑇𝑛
- temperatura rzeczywista powietrza, K
𝑇𝑟𝑧
- względny współczynnik ściśliwości przy ciśnieniu 𝑝𝑟𝑧 i temperaturze 𝑇𝑟𝑧 .
𝐾𝑟𝑧
W obliczeniach przyjąć 𝐾𝑟𝑧 = 1.
Prędkość wypływu powietrza z dyszy obliczyć korzystając z zależności:
2 ⋅ (𝑝𝑟𝑧 − 𝑝𝑜𝑡 ) ⋅ 1000
𝑤=√
, m/s
𝜌𝑟𝑧
5.2.
Współczynnik wypływu z dyszy
Współczynnik wypływu z dyszy obliczyć z zależności:
𝑉𝑝̇
4𝑉𝑝̇
Φ=
=
,−
𝐹⋅𝑤
2 ⋅ (𝑝𝑟𝑧 − 𝑝𝑜𝑡 ) ⋅ 1000
2
𝜋𝑑 √
𝜌𝑟𝑧
Gdzie:
- strumień objętości powietrza, m3/s
𝑉𝑝̇
- pole przekroju wylotu powietrza z dyszy, m2
𝐹
- średnica dyszy, m
𝑑
6. Karta pomiarowa
Dysza
Płaska 𝑠1 = 2 mm
Płaska 𝑠2 = 6 mm
Płaska 𝑠3 = 18 mm
Stożkowa zwężająca się 𝛼1 = 15°
Stożkowa zwężająca się 𝛼2 = 30°
Stożkowa zwężająca się 𝛼3 = 45°
Stożkowa rozszerzającą się 𝛼1 = 10°
Stożkowa rozszerzającą się 𝛼2 = 15°
Stożkowa rozszerzającą się 𝛼3 = 30°
Temperatura powietrza: …….C
Wilgotność: …….%
Ciśnienie otoczenia: …….
100
Δ𝑝, mmH2 O
200
𝑝, mmH2 O
300
95
Charakterystyka reometru powietrza
90
85
80
75
70
65
Vp * 10-5, m3/s
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
50
100
150
200
250
300
Δp, mmH2O
350
400
450
500
550
600