LABORATORIUM Z MECHANIKI PŁYNÓW |
|||
Wykonał Krzysztof Wojdan |
Grupa 1006 Tydz: A |
Data złożenia:
|
Ocena: |
1.Temat ćwiczenia: Wyznaczanie charakterystyki wentylatora promieniowego.
|
|||
1.Wstęp teoretyczny.
a) cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową wentylatora promieniowego oraz pomiar wielkości niezbędnych do wykonania jego charakterystyki.
b) schemat stanowiska pomiarowego:
Wentylatory należą do grupy maszyn przepływowych, służących do sprężania i przetłaczania gazów. Ze względu na rozwiązania konstrukcyjne wentylatory dzieli się na promieniowe (odśrodkowe) i osiowe. Wentylatory promieniowe zapewniają stosunkowo duże wartości przyrostu ciśnienia, nawet przy niewielkiej wydajności. Wentylatory osiowe wyróżniają się mniejszym przyrostem ciśnienia, natomiast ich wydajność może być bardzo duża. Wentylator promieniowy składa się z wirnika łopatkowego, osadzonego na wale napędzanego silnikiem. Czynnik gazowy zasysany jest przez otwór, skąd dostaje się do przestrzeni międzyłopatkowych. Następnie pod wpływem działania siły odśrodkowej sprężany gaz tłoczony jest do dyfuzora, połączonego z przewodem tłocznym wentylatora.
c) przebieg ćwiczenia
Przed przystąpieniem do ćwiczenia należy odczytać z barometru wartość ciśnienia atmosferycznego pa. Następnie należy włączyć zespół napędowy i odczytywać kolejno pomiary ciśnienia i mocy w układzie. Wydatek objętościowy mierzymy za pomocą kryzy ISA.
2. Tabela otrzymanych wyników.
Lp. |
N1 [W] |
N2 [W] |
Δp [Pa] |
pa-p1 [Pa] |
Δpk [Pa] |
d= 0,9 m D= 1,45 m |
1 |
50 |
29 |
49,03 |
98,057 |
98,106 |
|
2 |
46 |
27 |
78,45 |
98,145 |
98,067 |
|
3 |
45 |
25 |
392,26 |
98,39 |
97,998 |
|
4 |
44 |
23 |
853,36 |
98,772 |
97,939 |
|
5 |
42 |
20 |
1245,44 |
99,115 |
97,871 |
|
6 |
40 |
18 |
1348,5 |
99,235 |
97,86 |
|
7 |
39 |
16 |
1598,48 |
99,448 |
97,851 |
|
Zamiana jednostek:
1 [mmHg] = 1,3332 [Pa].
1 [mmH2O] = 9,8 [Pa].
3.Obliczanie wielkości potrzebnych do wyznaczania charakterystyki. Wyprowadzenie odpowiednich wzorów.
Z równania Bernoulliego wynika, że: 1/2 ρV1 2 +p1 = 1/2 ρV2 2 + p2;
p1- p2 = 1/2 ρ(V2 2 - V1 2);
p1- p2 = 1/2 ρV2 2 [1-(V1/V2)2].
Z równania ciągłości wynika, że: ρA1V1=ρA2V2 ; V1/V2 = A2/A1 ;
A1= πd2/4 ; A2= πD2/4 ; V1/V2 = (D/d)2
D/d=1/β ;1/ β - moduł kryzy ISA.
a) V2= [(2/(1-β4))*((p1-p2)* ρ)]1/2 , p1-p2 = Δp [Pa].
b) ReD=VD/υ ; gdzie ReD - liczba Reynoldsa, υ - kinematyczny współczynnik lepkości; υ = μ/ρ , μ - lepkość dynamiczna;
μ = 170,8 *10-7[ N/m2 ] , ρ = 1,21[kg/m3] , υ = 1,41 *10-5[m2/s].
c) stała C ze wzoru Stolza: C = 0,5959 + 0,0312β2,1 - 0,14840β8 + 0,0029β2,5[106/ ReD]0,75.
d) ε1 = [1-(0,41+0,35β4)]*( Δp/χΔp1), gdzie χ - wykładnik izentropy χ = 1,41,
Δp1 = pa - p1 [Pa].
e) υs =C/[1-β4]1/4*ε1*(πd2/4)*[2Δp/Δ p]1/2.
Ne = Ni + Nd , gdzie Ne - moc efektywna, Ni - moc wewnętrzna, Nd - moc tarcia w łożyskach.
ηe = NS/NE = Δpυs/ NE , gdzie ηe - sprawność efektywna.
4. Sporządzenie tablicy obliczeniowej
Lp. |
υS [m3/s] |
NE [W] |
ηe |
1 |
5,44 |
79 |
0,06 |
2 |
6,88 |
73 |
0,09 |
3 |
15,39 |
70 |
0,21 |
4 |
22,44 |
67 |
0,33 |
5 |
27,43 |
62 |
0,44 |
6 |
31,08 |
55 |
0,58 |
7 |
33,40 |
51 |
0,62 |
5. Sporządzenie wykresów zależności:
NE = f(υs), ηe= f(υs).
6.Wnioski.
Otrzymane wykresy na podstawie obliczeń ,mają podobny charakter do wykresów teoretycznych zawartych w literaturze. Nieznaczne odchylenia spowodowane są błędami pomiarowymi związanymi z niedokładnością odczytu, oraz z niestarannością przeprowadzania ćwiczenia .Pomiar został przeprowadzony dla zbyt malej liczby punktów pomiarowych co powoduje brak pomiaru dla całego zakresu pracy wentylatora.
1
NE = f(υs)
NE
υs
ηe= f(υs)
υs
ηe
Wyszukiwarka