Гидродинамика и газовая динамика. Цаплин С.В - 34 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА РАСХОДА МИКРОСОПЛА
НЕСТАЦИОНАРНЫМ МЕТОДОМ
Цель работы: углубление знаний по основам газовой динамики; при-
обретение навыков экспериментального исследования частных задач тех-
нической термодинамики.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКСПЕРИМЕНТА
Широкое применение микроэнергетики в самых различных отраслях
народного хозяйства привело к появлению микротурбин, одним из основ-
ных элементов которых являются микросопла, требующие точного изме-
рения и регулирования малых количеств таких сред,
как воздух, пар, ки-
слород и других газов.
К микросоплам относятся воздушные или газовые микродроссельные
устройства с проходным сечением до 5
любой формы. Микросопло
имеет ряд специфических особенностей: низкое число Рейнольдса
(
, т.е. слабое влияние сил инерции), малое проходное сече-
ние, большая относительная шероховатость. Все эти факторы непосредст-
венно оказывают влияние на коэффициент расхода микросопла.
2
мм
53
10Re10 <<
В микросоплах, имеющих большую относительную шероховатость,
вероятно, как и в трубах, увеличение шероховатости должно вызывать не-
которые снижения числа Рейнольдса, а значит уменьшение коэффициента
расхода микросопла
. Кроме того, как показывают измерения термоане-
мометром, в микросоплах зачастую имеет место повышенная начальная
турбулентность, доходящая до 15–20%, которая может вызывать переход
неустойчивого ламинарного течения в турбулентное.
с
µ
С другой стороны, увеличению числа Рейнольдса в микросоплах спо-
собствуют также малые размеры сечения и большие отрицательные гради-
енты давления вдоль оси, могущие вызвать
ламинаризацию турбулентного
пограничного слоя.
О характере пограничного слоя можно приблизительно судить по кос-
венным признакам, так как крайне малые размеры сечения не позволяют
получить спектр скорости потока.
Основными характеристиками микросопел являются коэффициент рас-
хода сопла и коэффициент сжатия струи, зависящие от числа Рейнольдса.
Коэффициенты расхода для некоторых расходомерных устройств
(мерные
сопла, мерные шайбы, трубы Вентури) изучены в метрологиче-
ских организациях и нормированы в государственном масштабе. Однако
действующие правила распространяются только на круглые проходные се-
чения диаметром не менее 50 мм.
34

Страницы