Теоретическая часть (метод измерения линейной и объемной скорости газа в газоходе)

Оборудование и материалы

Определение расхода воздуха на аэродинамической трубе

Лабораторная работа № 1

Цель работы: изучение методики определения расхода воздуха на аэродинамической трубе.

1. микроманометры ММН-240, ГОСТ 11161-84

2. U-образные манометры высотой 600 мм, ГОСТ 9933-75

3. термометры технические, ГОСТ 951-73

4. барометр-анероид с ценой деления 1 мм рт. ст.

5. ареометры общего назначения, ГОСТ 18431-81Е

6. трубки соединительные Г-образные, ГОСТ 9964-71

7. трубки резиновые, внутренний диаметр 5-8 мм, ГОСТ 3399-76

8. спирт этиловый, ГОСТ 18300-87

9. водный раствор его плотностью 0,8095

10. трубки пневмометрические конструкции НИИОГАЗ

Метод основан на измерении в заданных точках сечения газохода динамического напора потока, определяемого как разность между полным и статическим давлением с последующим расчетом средней скорости газа.

Динамический напор газа в заданных точках сечения газохода определяют с помощью пневмометрических трубок различных конструкций, состоящих из приемников полного и статического давления, подсоединяемых к измерительному прибору (микроманометру).

Приведенный метод используют для определения среднего динамического напора (скорости) газа в отдельных точках и по всему сечению газохода.

Средний динамический напор в отдельной точке сечения газохода определяют по формуле

,

где r_г – плотность газа в газоходе, кг/м³;

P_gi – динамический напор единичного измерения в отдельной точке сечения газохода, мм вод. ст.

,

где h_i – отсчет столба жидкости по шкале микроманометра, мм;

k_Ti – коэффициент пневмометрической трубки;

n – число измерений динамического напора в отдельной точке;

k_Mi – коэффициент микроманометра, определяемый по наклону измерительной трубки;

c – коэффициент, учитывающий поправку на фактическую плотность спирта в микроманометре

,

где r_ж – плотность спирта в микроманометре, г/см,

r - плотность спирта, использованная при тарировке микроманометра, г/см.

Средний динамический напор газа по сечению газохода определяют по формуле

,

а среднюю скорость по зависимости

,

где P_с – средний динамический напор газа по сечению газохода, мм вод. ст.;

u_ср – средняя скорость потока по сечению газохода, м/с;

n – число точек измерения в сечении газохода;

u_Т1, u_Т2 – средняя скорость газа в отдельной точке сечения газохода, м/с.

При многократных определениях скорости потока в газоходе точках измерения к скорости в центре газохода используют коэффициент распределения скоростей по сечению, который представляет собой отношение средней скорости газа в точках измерения к скорости в центре газохода

,

где u_с – средняя скорость потока в газоходе, м/с;

u₀ – скорость по оси потока, м/c;

a_с – коэффициент распределения скоростей по сечению

,

где a_i – коэффициент распределения скорости газа в отдельной точке сечения газохода;

P_g1, P_g2 – динамический напор в заданных точках сечения газохода, мм вод. ст.;

P₀₁, P₀₂ – одновременно измеренные динамические напоры в центре (на оси) газохода, мм вод. ст.

Скорость газа по сечению газохода неодинакова, поэтому для определения средней скорости сечение круглого газохода разбивают условно на несколько концентрических колец с равновеликими площадями (рисунок 1), с точками измерения, расположенными на взаимно перпендикулярных диаметрах. Число колец зависит от диаметра газохода и характера распределения скорости газа по сечению. С увеличением диаметра газохода его сечение разбивают на большее число колец. Достаточно надежные результаты можно получить при соотношении между диаметрами газоходов и числами колец в сечениях, указанных в таблице 1.

1 2

1 – схема формирования концентрических колец в сечении круглого газохода с точками замеров динамических напоров; 2 – схема формирования равновеликих площадок в сечении круглого газохода с точками замеров динамических напоров в центрах этих площадок

Рисунок 1 – Схема сечения круглого газохода на равновеликие площадки

Таблица 1

Диаметр газохода, мм		200-400	400-600	600-800	800-1000	1000-1600
Число колец, шт

Объемную скорость газа в газоходе рассчитывают по формуле

,

где V – объемная скорость (расход) газа, м³/ч;

F – площадь сечения газохода, м².

Для приведения V к нормальным условиям используют зависимость

,

где V₀ – объемная скорость (расход) газа при нормальных условиях, м/ч.

На рисунке 2 приведен общий вид и основные размеры пневмометрической трубки.

1, 2 – полости для измерения полного и статического давления;

3 – наконечник трубки

Рисунок 2 – Пневмометрическая трубка конструкции НИИОГаза

1 – аэродинамическая труба; 2 – микроманометр; 3 – пневмометрическая трубка конструкции НИИОГаза; 4 – термометр технический; 5 – штуцер измерения динамического напора и температуры потока газов

Рисунок 3 – Схема лабораторной установки

Дата добавления: 2014-12-07