Обработка опытных данных

5.1 По величине истинного скоростного давления ( ) определить скорость по оси струи и по ее сечению (рис.4).

,

где - тарировочный коэффициент трубки Прандтля;

- плотность воздуха в струе. Принимаем С.

.

Тогда

.

5.2 Результаты занести в табл.1 и 2.

Определить относительную скорость , и

-относительное расстояние и результаты занести в табл.1.

W₀ - скорость на срезе сопла, м/с (в сечении " 0");

-гидравлический диаметр сопла, мм.

5.3 Произвести расчеты:

а) длины начального участка (формула 1);

б) относительных величин осевой скорости (формула 2), диаметра струи (формула 4), расхода (формула 5) на расстоянии " X" 300 и 500 мм от среза сопла;

в) скорости в поперечном сечении на расстоянии х=300 мм от среза сопла и на расстоянии 10 мм от оси струи по формуле (8) (полагаем эпюру скорости относительно оси симметричной).

5.4 Построить график 1 в координатах . Выде­лить длину начального участка, полученную в опыте, пунктиром нанести на график расчетную длину начального участка для сравнения с опытом.

5.5 На график 1 нанести точками расчетные относительные скоро­сти (при Х=300 мм и Х=500 мм) для сравнения с опытными.

5.6 Построить график 2 в координатах х-у. По оси х - расстояние от среза сопла, по оси у - расстояние от оси сопла. В сечениях х=150 мм и у=300 мм построить эпюры скоростей по сечению струи (табл.2), выбрав предварительно масштаб. Размеры сопла должны соответство­вать масштабу по оси “y” (см. рис.4).

5.7 Соединить точки, где скорости равны нулю (граница струи), с кромкой сопла. Из полученного треугольника (любого) определить tg( / 2), а затем угол раскрытия струи " ".

5.8 На графике 2 нанести расчетную величину скорости в сечении струи для сравнения с опытной в этой же точке (см.п.5.3, в)

5.9 Сделать вывод по работе. Ввьводе показать, как опытные дан­ные согласуются с расчетными. Как подтверждаются основные закономер­ности свободной струи.

Таблица 1

Исследование струи вдоль оси

Параметры

Расстояние от среза сопла по оси струи Х, мм

Примечание

Синус угла наклона трубки микроманометра «К»

Рск’ по прибору, мм. вод. ст.

Рск истинное:

Скорость, м/с

Относительное расстояние x/d0 d0 – диаметр сопла – 20 мм

Относительная скорость W/W0 W=W0 при Х=0

Таблица 2

Исследование струи по ее сечению

Параметры

Расстояние по оси струи Х, мм

Х = 150 мм

Х = 300 мм

Примечание

По сечению струи – y, мм

По сечению струи – y, мм

Синус угла наклона трубки микроманометра «К» (поправка)

Рск’ по прибору, мм. вод. ст.

Рск истинное:

Скорость, м/с

Примечание. Влияние формы сопла на закономерности свободной струи выполняются по указанию преподавателя.

Контрольные вопросы

1.Что такое турбулентный пограничный слой? Каким образом он возникает?

2.Что такое свободная затопленная струя?

3.Почему происходит раскрытие свободной турбулентной струи?

4.Почему происходит уменьшение скорости по оси в основных участках свободной струи?

5.Чем отличается начальный участок от основного?

6. В чем состоит подобие эпюр скоростей в свободной струе?

7. Закономерности основного участка затопленной свободной струи?