3.1. Измерение расхода воздуха
Используемый в работе метод измерения расхода воздуха основан на определении среднеинтегральной по поперечному сечению трубопровода скорости течения.** Последнее предполагает знание экспериментального профиля скоростей в измерительном сечении.
* К работе на стенде допускаются студенты, прошедшие инструктаж но технике безопасности при производстве работ в лаборатории теплотехники. Все операции по включению установки, а также переводу из одного режима в другой производятся в присутствии преподавателя или учебного мастера /лаборанта/.
** С другими методами измерений расхода жидкостей и газов студенты знакомятся на специальной лабораторной работе.
Для измерения
скоростей потока используют комбинированный
пневмометрический насадок - трубку
Пито-Прандтля (рис. 6), позволяющую
определить в данной точке замера полное
Рп
и статическое Рс
давления, а также динамический напор
Рд
= Рп
- Рс,
пропорциональный по уравнению Бернулли
величине скорости
.
Рис.6. Схематический чертеж трубки Пито-Прандтля
Напорную трубку устанавливают вдоль оси трубопровода, причем центральное приемное отверстие должно быть расположено против потока. Перемещая насадок по радиусу канала, производят замеры в различных точках поперечного сечения. Отсчет динамического напора производят по дифференциальному жидкостному микроманометру (см.рис. 5) с наклонной шкалой 8 типа ММН-240, избыточного статического давления - по дифманометру 14.
В общем случае средняя скорость потока Vcp , м/с, может быть рассчитана следующим образом:
, (5)
где 
,
Vi
- соответственно радиус точки замера и
значение скорости на данном радиусе; R
- радиус трубопровода. Данный способ
требует графического интегрирования
скоростного профиля (рис. 7), что затрудняет
вычисления.
Рис.7.Разбивка площади поперечного сечения
трубопровода на равновеликие кольцевые площадки
Чаще применяют другой, более простой и удобный способ определения Vср, сущность которого заключается в следующем. Площадь поперечного мерного сечения трубопровода условно разбивают на n равновеликих кольцевых площадок (рис. 7). В свою очередь каждая из них делится на две равные по площади части. Окружность, разделяющая равные части кольца, на рис. 7 показана штрихпунктиром. На этих окружностях измеряют скорость потока, которая является средней для каждой из выделенных кольцевых площадок. (Точки замера скорости на рисунке обозначены 1, 2, 3.) Среднеарифметическое значение измеренных в точках 1, 2, 3, ..., n средних скоростей Vi каждого из равновеликих по площади колец будет являться средним значением скорости потока в трубопроводе Vср (м/с).
,(6)
где n - число точек замера.
Все результаты измерений заносят в табл. I приложения. Координаты точек замера скоростей, отсчитываемые от стенок трубопровода, определяют по формуле (выведенной из условия равенства кольцевых площадок)
, (7)
где z - номера окружностей точек замера; N - число кольцевых площадок.
Знак минус (-) в формуле (7) берется при расчете у, лежащих ниже оси трубопровода, знак плюс (+) - выше оси трубопровода.
Число кольцевых площадок, исходя из обеспечения приемлемой точности измерения расхода, рекомендуется выбирать не менее трех.