Введение 4
Глава 1. Математическая модель
Часть 1. Вывод зависимостей для определения коэффициента расхода 6
Часть 2. Уточнение времени начала истечения газа из сосуда 10
Часть 3. Расчет объема системы, из которой происходит истечение 14
Часть 4. Связь коэффициента расхода с коэффициентом сопротивления 16
Часть 5. Зависимость коэффициента сопротивления от числа Рейнольдса 21
Глава 2. Описание экспериментальной установки и проведения опыта 27
Глава 3. Обработка результатов эксперимента 32
Заключение 36
Список литературы 37
Всесторонние исследования сужающих устройств дали возможность нормализовать сопла, что позволило изготовлять и применять их для измерения расхода жидкостей, газов и паров в горизонтальных, наклонных и вертикальных круглых трубопроводах по результатам расчета без индивидуальной градуировки. [1]
Суживающиеся сопла широко применяются для создания потоков дозвуковых и околозвуковых скоростей. Гидравлический расчет таких сопел весьма прост и сводится к определению размеров выходного сечения, расхода газа и скорости истечения. При расчете считают, что течение газа в сопле адиабатическое, т.к. за короткое время протекания газовых частиц через сопло теплообмен с окружающей средой практически не устанавливается. Следовательно, для расчета сопла могут быть использованы уравнения адиабатического течения. Если пренебречь влиянием трения, то течение в сопле можно считать изоэнтропическим. Как показывает опыт, потери на трение в коротких соплах невелики. [2]
Сопла имеют различные назначения в технологических установках, таких как реактивные двигатели, аэродинамические трубы, МГД-генераторы, газодинамические и химические лазеры. [3]
Актуальность. Исследование задачи об истечении из резервуара ограниченной ёмкости представляет практический интерес для технических целей, например, процесс очистки цилиндров двигателей внутреннего сгорания, аварийная разгерметизация помещений самолета и так далее.
Кроме того, данная работа возникла из-за неудовлетворительной точности имеющегося метода определения коэффициента расхода сопла, представленного в [4]. Поэтому усилия были направлены на разработку новой методики, которая бы имела более точное определение данного параметра.
Структура: работа состоит из введения, 3 глав, заключения и библиографического списка используемой литературы из 8 источников. Общий объем работы составляет 37 страниц. В первой главе рассматриваются основные уравнения для определения расхода через отверстие сопла и вывода зависимостей коэффициента расхода для двух режимов истечения - сверхкритического и докритического, выявляется неопределенность в установлении начала сверхкритического режима истечения, уточняется время начала истечения газа из сосуда. Также приводится методика по уточнению объема системы, из которой происходит истечение, так как в ней присутствуют “паразитные” объемы. Кроме того, сравнивается коэффициент расхода с коэффициентом сопротивления и с числом Рейнольдса. Во второй главе описано проведение опыта на специальном стенде. В третьей главе представлены полученные результаты и их сравнение с результатами, полученными по другой методике и согласно книге [7].
Получена новая методика измерения коэффициента расхода соплового устройства.
Погрешность определения коэффициента расхода по данной методике составляет 0,72%.
Методика по уточнению расчета объема системы, из которой происходит истечение, позволяет повысить точность определения коэффициента расхода.
