![]() Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
I. Применение трубки Прандтля для измерения средних скоростей и давлений.
Из числа применяемых в настоящее время конструкций пневматических трубок для измерения скоростей потока наиболее совершенной является комбинированная трубка Прандтля с полусферической головкой наконечника, показанная на рис.1. На этом рисунке приведены так же кривые, характеризирующие распределение давлений на поверхности наконечника трубки с учетом влияния, оказываемой державкой. На оси ординат отложено Левая кривая характеризует распределение давлений вдоль образующей наконечника трубки без учета влияния державки, правая с учетом (1). В лобовой точке наконечника, называемой критической, давлений равно полному давлению:
Как видно из рисунка 1, на поверхности трубки имеется область, находящаяся на расстоянии от носика Поэтому отверстие для измерения полного давления выбирается в передней критической точке, а щель или ряд отверстий для измерения статистического давления делается на боковой поверхности на расстоянии 3d от носика трубки.
Рис. 1. Схематическое изображение трубки Прандтля и распределение давления по длине трубки.
Разность давлений измеряется манометром, соединенными с этими отверстиями через трубки, проложенные внутри державки. Однако не всегда давление на боковой поверхности точно равно статистическому давлению в потоке, это зависит от конструкции и изготовлении прибора. Поэтому вводится поправочный коэффициент jT, определяемый тарированием. Тогда из (1) можно определить величину скорости потока:
Если давление измеряется микроманометром, то
где g - удельный вес жидкости, залитой в манометр, a - угол наклона трубки микроманометра. С учетом (3) выражение (2) приводится к виду:
Для вычисления величины скорости потока надо определить еще плотность в воздухе при условии опыта. Плотность воздуха может быть определена в первом приближении из уравнения Клайперона: где B – барометрическое давление, R – универсальная газовая постоянная, а T – абсолютная температура. При нормальных условиях (Bo = 760 мм рт.ст. To = 273oK) плотность сухого воздуха ro = 0, 125 кг/м3, для произвольной температуры T = 273 + t и давления можно определить плотность воздуха по формуле: На практике часто применяется относительная плотность: Тогда плотность воздуха в условиях опыта определяется формулой: r = D ro В случае особо точного определения плотности воздуха надо учесть также влажность воздуха. А плотность влажного воздуха определяем по формуле где Таким образом, для определения величины скорости по формуле (4) остается определить тарировочный коэффициент jT трубки. jT различен для трубок разных конструкций, применяемых для измерения скоростей потока, и определяется экспериментально. Простейшим способом экспериментального определения тарирования является определения по эталону. При этом нужно только эталонный прибор с известным коэффициентом. При тарировании этим способом в аэродинамической трубе оба этих прибора устанавливаются друг от друга на расстоянии 10-ти диаметров наибольшего прибора, последний должен быть так же мал в сравнении с диаметром рабочей части аэродинамической трубы. Устанавливают различные скорости потока в трубе, каждая из них измеряется одновременно эталонным и тарируемым прибором, соединенным с отдельными микроманометрами. Применяя, например, наклонные жидкостные манометры для изменения разности давлений на обоих приборах, получим при одной и той же скорости потока:
По достаточному числу одновременных измерений одинаковых величин скоростей потока, взятых в пределах намеченных применений тарируемого прибора, получим:
при линейной зависимости между (h – ho)э и (h – ho)T, т.е. при постоянном jT, не зависящем от величины разности давления. Если найдем jT, то протарированный прибор может быть далее применен для определения скоростей.
|