2. Описание экспериментальной установки
Принципиальная схема установки показана на рис.4 и включает в себя следующие основные элементы:
а) воздушная линия;
б) газовая линия;
г) газовая горелка;
Рис. 2. Схема установки по определению нормальной скорости пламени
1 – баллон с газом; 2 – редуктор; 3 – отключающее устройство;
4 – регулирующий вентиль; 5 – измерительная шайба расхода газа;
6 – дифманометр; 7 – горелка; 8 – воздуходувка; 9 – электродвигатель;
10 – ресивер; 11 – предохранительный клапан; 12 –запорный вентиль;
13 – регулирующий вентиль; 14 – измерительная шайба расхода
воздуха; 15 – дифманометр; 16 – обратный клапан; 17 – газовый факел
Газовая линия состоит из баллона со сжиженным газом 1, на котором установлен редуктор 2 для снижения давления газа до 350-400 мм вод. ст. Вентиль 4, шайба 5 и дифманометр 6 дают возможность регулировать подачу газа и измерять его расход. Газ вместе с воздухом подается в горелку 7.
Воздух подается в воздушную линию нагнетателем 8 ротационного типа, двигатель 9 которого включается выключателем, и поступает в буферную емкость 10, откуда предусмотрен сброс избыточного воздуха в атмосферу через клапан 11. Вентиль 16 служит для регулирования, а шайба 14 и дифманометр 15 для замера его расхода.
Расходы газа и воздуха определяются по тарировочным графикам в зависимости от перепада давлений на шайбе..
Помимо элементов, указанных на схеме, имеется визирная трубка с линейкой для измерения высоты пламени, защитный кожух, прикрывающий горелку от воздушных потоков, которые могут исказить форму пламени и электрозажигалка для поджигания горючей смеси.
3. Методика и порядок проведения работы
3.1. Определение нормальной скорости распространения пламени в зависимости от коэффициента расхода воздуха.
Опыт проводится в следующем порядке. Убедившись в том, что вентили, регулирующие расход воздуха и газа перекрыты, нужно включить нагнетатель воздуха и перевести флажок газового редуктора красной меткой вверх (делается в присутствии руководителя). Затем, используя график зависимости расхода воздуха от перепада давления нужно установить расход воздуха в интервале 70-150 см3/с. Осторожно открывая вентиль расхода газа, подвести к горелке зажигающее устройство. Расход газа должен быть около 8 см3/с. После загорания смеси подобрать расход газа, пока не появится достаточно четкая граница внутреннего конуса. Наводя визирную трубку на срез горелки, а затем на вершину внутреннего конуса пламени, определить высоту конуса. Постепенно уменьшая расход газа сделать еще 5-7 замеров до тех пор, пока не произойдет срыв пламени.
При уменьшении расхода газа коэффициент расхода воздуха возрастает и высота конуса уменьшается. При 1 высота конуса становится минимальной. Дальнейшее уменьшен6ие расхода газа приводит к возрастанию высоты конуса, так как при этом Uн уменьшается.
Результаты опыта заносятся в протокол по следующей форме (табл. 1).
Таблица 1
Номер замера |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Перепад давления на расходомере воздуха, Рв мм.вод.ст. Па |
|
|
|
|
|
|
|
Перепад давления на расходомере газа, Рг мм.вод.ст. Па |
|
|
|
|
|
|
|
Высота голубого конуса h, м |
|
|
|
|
|
|
|
По перепадам давлений по тарировочным графикам определяются расходы воздуха и газа.
Обработка опытных данных ведется по формулам (2)-(5). Ее результаты сводятся в таблицу 2.
Таблица 2
№ п/п |
Расход воздуха, Vв, м3/с |
Расход газа, Vг, м3/с |
Расход смеси, V, м3/с |
Коэффициент расхода воздуха, |
Высота факела, h, м |
Нормальная скорость распространения пламени, Uн, м/с |
Полученную зависимость Uн от коэффициента расхода воздуха представить в графическом виде.