2 Методика измерений и экспериментальная установка
Для измерения скоростей в потоке широко используется пневмометрический метод. В исследуемый поток помещается пневмометрическая трубка (рис. 2.1) для измерения динамического давления – трубки Пито-Прандтля (рис. 2.2).
Рисунок 2.1 – Схема пнемпометрическая трубка Пито-Прандтля
В трубке имеются два канала: по которому передается импульс полного давления Рп и по которому передается импульс статического давления Рс. Каждый канал подключен к одному из колен U-образного дифференциального манометра. Таким образом, манометр показывает разность полного и статического давлений, т.е. динамическое давление .
Рисунок 2.2 – Схема подключения трубки Пито-Прандтля: 1 – трубка Пито-Прандтля; 2 – дифференциальный жидкостный манометр.
Если используется жидкостный манометр, то показания необходимо перевести в паскали
(2.1)
где - показания манометра, м;
= 9,8 м/с2 – ускорение свободного падения;
- плотность жидкости, залитой в манометр, кг/м3;
Зная динамическое давление, несложно определить скорость потока, м/с
(2.2)
Где - плотность газа перед соплом, кг/м3;
- тарировочный коэффициент трубки.
Для определения тарировочный коэффициента каждая трубка индивидуально тарируется, т.е. её показания сравниваются с действительными значением скорости потока, измеренной другим, более точным способом. Для трубки, используемой на данной установке, тарировочный коэффициент равен =0,92.
Для измерения давления на данной установке используется чашечный микроманометр с наклонной трубкой типа ММН-240 (рис.2.3)
Рисунок 2.3 - Чашечный микроманометр типа ММН-240
Принцип действия микроманометра (рис. 2.4) такой же, как U-образного дифференциального манометра, но в качестве одного из колен используется чашка 1. Измеряемое показания считывается со шкалы, нанесенной на наклонную трубку 2. Измеряемое давление (в миллиметрах вод. столба) рассчитывается по уравнению
(2.3)
где - считываемое со шкалы показание;
- поправочный коэффициент, учитывающий плотность жидкости (спирт этиловый) и угол наклона трубки. Значения для каждого фиксированного значения угла написаны на дуге 3.
Рисунок
2.4 – Схема чашечного микроманометр
типа ММН-240: 1 – чашка; 2 – наклонная
трубка; 3 – фиксирующая трубка.
Рисунок 2.5 – Схема установки:
1 – центробежный вентилятор; 2 – предсопловой объем; 3 – сопло; 4 регулирующий вентиль; 5 – дифманометр с расходомерной диафрагмой; 6 - U-образный манометр; 7 – пневмометрическая трубка Пито-Прандтля; 8 – координатник; 9 – микроманометр.