Conservazione di massa e misure di portata

1. Impostazione della struttura

1. Assicurati che non ci sia flusso nella struttura.
2. Verificare che il sistema di acquisizione dati segua lo schema nella Figura 1B.
3. Collegare la porta positiva del trasduttore di pressione #1 (vedere figura 1B per riferimento) al tubo di Pitot che attraversa ( ).
4. Collegare la porta negativa di questo stesso trasduttore di pressione alla sonda statica del passaggio di aspirazione ( ). Quindi, la lettura di questo trasduttore di pressione sarà direttamente ( ).
5. Registrare il fattore di conversione di questo trasduttore da Volt a Pascal ( ). Immettere questo valore nella tabella 1.
6. Collegare la porta positiva del trasduttore di pressione #2 (vedere la Figura 1B per riferimento) alla sonda statica del passaggio di aspirazione ( ) utilizzando un tee.
7. Lasciare la porta negativa del trasduttore di pressione #2 aperta all'atmosfera ( ). Quindi, la lettura di questo trasduttore sarà direttamente ( ).
8. Registrare il fattore di conversione di questo trasduttore da Volt a Pascal ( ). Immettere questo valore nella tabella 1.
9. Impostare il sistema di acquisizione dati per campionare ad una velocità di 100 Hz per un totale di 500 campioni (cioè 5s di dati).
10. Assicurarsi che il canale 1 nel sistema di acquisizione dati corrisponda al trasduttore di pressione #1 ( ).
11. Inserire il fattore di conversione nel sistema di acquisizione dati per assicurarsi che la misurazione della pressione ( ) venga convertita direttamente in Pascal.
12. Impostare la sonda Pitot alla fine del suo viaggio, dove tocca la parete del tubo. Poiché la sonda ha un diametro di 2 mm, il primo punto di velocità si trova a una coordinata radiale a 1 mm di distanza dalla parete. Cioè, in una posizione radiale di mm (qui, mm).

Figura 2. Impostazione sperimentale. (A): Passaggio del flusso in fase di studio. (B): sistema di attraversamento manuale per il tubo di Pitot. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Tabella 1. Parametri di base per lo studio sperimentale. Valore del misuratore di parità

Parametro	Valore
Raggio di passaggio del flusso (Ro)	82,25 mm
Costante di calibrazione #1 del trasduttore (m_p1)	136,015944 Pa/V
Costante di calibrazione #2 del trasduttore (m_p2)	141,241584 N/V
Pressione atmosferica locale	100.474,15 Pa
Temperatura locale	297,15 K
P_atm-P_2	311,01 Pa

2. Misurazioni

1. Accendere la struttura di flusso.
2. Registrare la lettura del trasduttore di pressione #2 in Volt dal multimetro digitale.
3. Immettere questo valore nella Tabella 1 come e convertire la lettura da Volt a Pascal utilizzando il fattore .
4. Utilizzare il sistema di acquisizione dati per registrare la lettura di ( ).
5. Immettere il valore di nella tabella 2.
6. Utilizzare la manopola di attraversamento per modificare la posizione radiale del tubo di Pitot in base al valore suggerito nella Tabella 2.
7. Ripetere i passaggi 2.4 e 2.6 fino a quando la tabella 2 non è completamente popolata.
8. Modificare la portata variando la scarica del sistema.
9. Ripetere i passaggi da 2,4 a 2,8 per almeno dieci diverse portate.
10. Spegnere la struttura di flusso.

Figura 5. Impostazione sperimentale. Piastre forate per limitare il flusso allo scarico del sistema di flusso. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Tabella 2. Risultati rappresentativi. Misurazioni della velocità. r (mm) P_T - P₂ (Pa) u (r) (m/s

r (mm)	PT - P2 (Pa)	u(r) (m/s)
2.25	300.35	22.34
12.25	302.84	22.43
22.25	305.82	22.54
32.25	302.34	22.41
42.25	294.88	22.13
52.25	295.37	22.15
62.25	292.88	22.06
68.25	293.63	22.09
72.25	294.13	22.10
75.25	299.60	22.31
77.25	293.13	22.07
79.25	284.67	21.75
80.25	256.31	20.63
81.25	198.33	18.15

3. Analisi dei dati.

1. Determinare il profilo di velocità utilizzando i valori di differenza di pressione, P_T - P_2, dalla Tabella 2. Immettere i risultati nella Tabella 2.
2. Tracciare sia i valori di pressione che di velocità della Tabella 2 usando il raggio, , come le ascisse (Figura 3).
3. Calcolare l'integrale nell'equazione (8) in base ai valori di velocità e raggio della Tabella 2.
4. Calcolare il coefficiente di scarica per ogni portata utilizzando l'equazione (8).
5. Traccia il coefficiente di scarico usando come ascisse.
6. Adatta una funzione al coefficiente di scarica, una legge di potenza è una buona scelta.

Figura 3. Risultati rappresentativi. (A): Esempio di misura della pressione statica lungo la coordinata radiale del passaggio del flusso. (B): Distribuzione della velocità determinata dalle misurazioni della pressione statica. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.