Опис лабораторної установки

У складі лабораторної установки для дослідження дроселювання газу, схема якої зображена на рис. 6.1, використані, як дроселюючи пристрої, вимірювальна діафрагма 1, дросельна засувка 2 та вентиль 3, що змонтовані на трубопроводі 4. Поперечні перерізи цих пристроїв зображені відповідно на рис.6.2...6.4.

Повітря в трубопровід 4 подається пилососом 5.

Початковий надлишковий тиск у трубопроводі вимірюється манометром 11, температура - термометром 7. Об`ємна витрата фіксується лічильником 6.

Регулювання потужності пилососа 5 і, як наслідок, витрати повітря у трубопроводі здійснюється ЛАТРом 8. Подача напруги на ЛАТР 8 від мережі змінного струму виконується через вимикач 9, при включенні якого повинна загорітися сигнальна лампочка 10.

Рис. 6.1. Схема лабораторної установки для дослідження

дроселювання газу

Схеми місцевих опорів наведені на рис 6.2...6.4

Рис. 6.2 Схема вимірювальної діафрагми 1 – дросельна шайба; 2 – фланці з каналами для відбирання тиску; 3 – трубки для підключення U – образного манометру; 4 - прокладки	Рис. 6.3 Схема дросельної засувки 1 – засувка; 2 – корпус; 3 – трубки для підключення U – образного манометру

Рис. 6.4 Схема вентиля

1 – сідло; 2 – клапан; 3 – маховик; 4 - корпус

Методика виконання роботи

Лабораторну роботу необхідно виконувати в такій послідовності:

1. Зафіксувати по барометру атмосферний тиск В та температуру повітря в приміщенні (температура навколишнього середовища).

2. Повністю відкрити дросельну засувку 2 та вентиль 3.

3. Вимикачем 9 подати напругу на ЛАТР 8, за допомогою якого встановити довільну подачу повітря пилососом 5.

4. Зафіксувати температуру повітря та надлишковий тиск в трубопроводі по показам термометра 7 та манометра 11, перепади тисків на дроселюючих пристроях 1, 2, 3 по показам манометрів 12, 13, 14, об`ємну витрату повітря за допомогою газового лічильника 6. При визначенні об`ємної витрати за допомогою секундоміра зафіксувати час проходження через лічильник 6 не менш, ніж 0,3 м³ повітря.

5. ЛАТРом 8 змінити витрату повітря та повторити операції по п.4. В межах перепаду тиску 30...130 мм вод.ст. п.4 і п.5 виконувати 5...7 разів.

6. ЛАТРом 8 встановити максимально можливий надлишковий тиск та витрату повітря через трубопровід. Зафіксувати показники, відзначені в п. 4. Перекриваючи канал дросельної засувки шляхом її повороту відповідно на 30, 60, 75 та 90^о повторити виміри всіх показників.

7. Повністю відкрити дросельну засувку 2 і повністю закрити вентиль 3. Подати в трубопровід максимально можливий надлишковий тиск, зафіксувати його по манометру 11. При цьому повітря в газовий лічильник не поступає.

8. Частково відкрити вентиль 3 на 180^о і зафіксувати показники, перелічені в п. 4.

9. Послідовним поворотом маховика вентиля 3 на 360^о, 540^о і т.д. до повного відкриття повторити операції по п.6. Поворот маховика на 360^о відповідає підйому клапана над сідлом на 2,5 мм.

10. Результати вимірів звести в журнал спостережень.

Журнал спостережень

11. Після закінчення дослідів ЛАТРом 8 знизити потужність пилососа 5 до нуля, а вимикачем 9 відключити ЛАТР від мережі.

Обробка результатів спостережень

а) Градуіровка вимірювальної діафрагми та визначення її коефіцієнта витрати.

1. По результатах розрахунків витрати повітря та вимірів перепаду тисків на вимірювальній діафрагмі Dp₁, які зафіксовані під час дослідження, побудувати графічну залежність:

2. З рівняння Менделєєва – Клапейрона:

(6.9)

розрахувати густину повітря на початку трубопроводу r_п.

3. Винайти масову витрату повітря:

, (6.10)

та з рівняння:

(6.11)

де a - коефіцієнт витрати вимірювальної діафрагми;

f - площа прохідного перерізу діафрагми, м² (f = 1,79·10^{-4 м2}), винайти значення a.

4. Побудувати графічні залежності m´ = f(Dp₁), a = f(Dp₁) та проаналізувати їх.

б) Регулювання витрати повітря дросельною засувкою.

1. За допомогою рівнянь (6.9) та (6.10) розрахувати масову витрату повітря.

2. Побудувати графічні залежності об`ємної та масової витрати повітря, а також перепаду тиску на дросельній засувці від кута відкриття дроселя V´ = f(b), m´= f(b), Dp₂ = f(b). Проаналізувати набуті залежності.

в) Регулювання витрати повітря

1. В залежності від кута відкриття вентиля g, якому прямо пропорційна висота підйому клапана над сідлом h, побудувати графічні залежності V´ = f(h), m` = f(h), Dp₃ = f(h). Проаналізувати одержані залежності.

Контрольні запитання

1. Дати визначення дроселювання та привести приклади його практичного використання.

2. Як змінюються параметри ідеального та реального газів при дроселюванні?

3. Ефект Джоуля - Томпсона та його практичне використання.

4. Диференціальний та інтегральний дросель - ефекти та формули для їх розрахунків.

5. Температура інверсії.

6. Привести приклади місцевих опорів, що забезпечують дроселювання газів та пари.

7. Як зображується дроселювання пари в is - діаграмі? В якому стані може опинитися волога насичена пара після дроселювання?

Додаток 1

Міністерство освіти і науки України

Донбаська національна академія будівництва і архітектури

Кафедра "Теплотехніка, теплогазопостачання і вентиляція"

Звіт про лабораторну роботу _________________________

(назва роботи)

__________________________________________________

студента(ки) ________________ гр. ____________________

"____"__________ 20 р. Строк захисту ___________ 20 р.

Мета роботи

Короткі теоретичні передумови

Схема лабораторної установки і експлікація елементів

Методика проведення роботи

Журнал спостережень

Увага! Форма журналу спостережень на кожну роботу

готується відповідно умовам методичних вказівок до роботи

Обробка результатів вимірів

Графічна залежність

Похибка

Аналіз результатів і висновки

Студент(ка) ______________ Роботу прийняв _______________

"__"________________ 20 р. "____" ________________ 20 р.

Додаток 2

Середня об`ємна ізобарна теплоємність повітря та його

основних складових частин C'_pm, кДж/(м³·град) [2]

Середня об`ємна теплоємність повітря та його

основних складових частин C´_pm, кДж/(м³·град)

в межах 0...1500 ^оС при лінійній залежності від температури

Сухе по- C´_pm = 1,297+0,0001201t Діоксид C´_pm = 1,7132+0,0004723t

вітря C´_vm = 0,9157+0,0001201t вуглецю СО₂ C´_vm = 1,3423+0,0004723t

Кисень C´_pm = 1,313+0,0001577t Водяна C´_pm = 1,473 + 0,0002498t

О₂ C´_vm = 0,943+0,0001577t пара Н₂О C´_vm = 1,102 + 0,0002498t

Азот N₂ C´_pm = 1,306+0,0001107t

C´_vm = 0,9131+0,0001107t

Додаток 3

Термодинамічні властивості води і водяної пари у стані насичення

(при барометричному тиску 720...760 мм рт.ст.)

Густина води на лінії насичення (по температурі)

Додаток 4

Психрометрична таблиця (фрагмент)

Додаток 5

id – діаграма вологого повітря

Додаток 6

Схема і габаритні розміри досліджуваних сопел

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до лабораторних робіт по курсу

"Термодинаміка"

Укладачі Сербін Володимир Артемович

Чеботарьова Ольга Володимирівна

Дмитроченкова Елла Ігорівна

Рецензія

на Методичні вказівки до лабораторних робіт

по курсу «Термодинаміка», складених викладачами

кафедри ТТГВ Сербіним В.А., Чеботарьовою О.В.,

Дмитроченковою Е.І.

Методичні вказівки призначені для підготовки і виконання лабораторних робіт по основним темам курсу «Термодинаміка» - теплоємність, термодинамічні процеси, пароутворення, витікання і дроселювання газів – з метою поглиблення знань теоретичних положень і надбання навичок виконання лабораторних робіт та обробки отриманих результатів.

При підготовці до виконання лабораторної роботи студент знайомиться з короткими теоретичними положеннями з теми роботи, схемою лабораторної установки, методикою проведення роботи і обробки отриманих результатів спостережень.

Наведені в додатках довідкові дані полегшують виконання розрахунків з використанням отриманих результатів.

Контрольні запитання до кожної лабораторної роботи будуть сприяти закріпленню набутих теоретичних знань по темах робіт.

З урахуванням викладеного Методичні вказівки до лабораторних робіт по курсу «Термодинаміка» доцільно видати типографським методом.

Доцент кафедри

«Теплотехніка, теплогазопостачання

і вентиляція» канд. техн. наук С.І.Монах

Р Е Ц Е Н З І Я

на Методичні вказівки до лабораторних робіт

по курсу «Термодинаміка»

Методичні вказівки, що рецензуються, призначені для студентів, що вивчають курси «Термодинаміка» (ТГВ, ТБК), або курс «Теплотехніка» (МБГ, ВВ) з метою оволодіння методикою виконання лабораторних робіт для визначення найбільш цікавих характеристик і термодинамічних процесів робочих тіл.

До кожної лабораторної роботи наведені короткі теоретичні відомості по темі роботи, схема лабораторної установки, методика виконання роботи і отримання експериментальних даних та обробки отриманих результатів.

Підготовка відповідей на контрольні запитання дасть змогу закріпити знання по кожній з тем лабораторного практикуму.

Для обробки результатів робіт і підготовки звіту до захисту доцільними є наведені в додатках форма звіту та таблиці з довідковими даними.

В цілому розглянуті Методичні вказівки до лабораторних робіт по курсу «Термодинаміка» спрямовані на підвищення якості набутих знань і можуть бути рекомендовані до видання.

Доцент кафедри

«Теплотехніка, теплогазопостачання

та вентиляція», канд. техн. наук З.В.Удовиченко

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: