Pomiary zachowania masy i natężenia przepływu

1. Ustawienie obiektu

1. Upewnij się, że w obiekcie nie ma przepływu.
2. Sprawdź, czy system akwizycji danych jest zgodny ze schematem na Rysunek 1B.
3. Podłącz dodatni port przetwornika ciśnienia #1 (patrz Rysunek 1B w celach informacyjnych) do przechodzącej rurki Pitota ().
4. Podłącz ujemny port tego samego przetwornika ciśnienia do sondy statycznej kanału dolotowego (). Stąd odczyt tego przetwornika ciśnienia będzie bezpośredni ().
5. Zapisz współczynnik konwersji tego przetwornika z woltów na paskale (). Wprowadź tę wartość w tabeli 1.
6. Podłącz dodatni port przetwornika ciśnienia #2 (patrz Rysunek 1B w celach informacyjnych) do sondy statycznej kanału dolotowego () za pomocą trójnika.
7. Pozostaw ujemny port przetwornika ciśnienia #2 otwarty na atmosferę (). Stąd odczyt tego przetwornika będzie bezpośredni ().
8. Zapisz współczynnik konwersji tego przetwornika z woltów na paskale (). Wprowadź tę wartość w tabeli 1.
9. Ustaw system akwizycji danych na próbkowanie z częstotliwością 100 Hz, co daje łącznie 500 próbek (tj. 5 s danych).
10. Upewnij się, że kanał 1 w systemie akwizycji danych odpowiada przetwornikowi ciśnienia #1 ().
11. Wprowadź współczynnik konwersji w systemie akwizycji danych, aby upewnić się, że pomiar ciśnienia () jest bezpośrednio konwertowany na Pascal.
12. Ustaw sondę Pitota na końcu jej ruchu, w miejscu, w którym dotyka ścianki rury. Ponieważ sonda ma średnicę 2 mm, pierwszy punkt prędkości znajduje się we współrzędnej promieniowej w odległości 1 mm od ściany. Oznacza to, że w pozycji promieniowej mm (tutaj, mm).

Rysunek 2. Ustawienie eksperymentalne. (A): Badany pasaż przepływowy. (B): ręczny system przesuwu dla rurki Pitota. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Tabela 1. Podstawowe parametry do badań eksperymentalnych. Par ameter Value

Parametr	Wartość
Promień przepływu (Ro)	82,25 mm
Stała kalibracji przetwornika #1 (m_p1)	136.015944 Pa/V
Stała kalibracji przetwornika #2 (m_p2)	141.241584 N/V
Lokalne ciśnienie atmosferyczne	100,474.15 Pa
Temperatura lokalna	297.15 K
P_atm-P_2	311.01 Pa

2. Pomiary

1. Włącz funkcję przepływu.
2. Zapisz odczyt przetwornika ciśnienia #2 w woltach z multimetru cyfrowego.
3. Wprowadź tę wartość w tabeli 1 jako i przelicz odczyt z woltów na paskale za pomocą współczynnika .
4. Użyj systemu akwizycji danych, aby zarejestrować odczyt ().
5. Wprowadź wartość w tabeli 2.
6. Za pomocą pokrętła poprzecznego zmień położenie promieniowe rurki Pitota zgodnie z wartością sugerowaną w tabeli 2.
7. Powtarzaj kroki 2.4 i 2.6, aż tabela 2 zostanie w pełni wypełniona.
8. Zmień natężenie przepływu, zmieniając rozładowanie systemu.
9. Powtórz kroki od 2.4 do 2.8 dla co najmniej dziesięciu różnych natężeń przepływu.
10. Wyłącz funkcję przepływu.

Rysunek 5. Ustawienie eksperymentalne. Płyty perforowane ograniczające przepływ na wylocie z układu przepływowego. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Tabela 2. Reprezentatywne wyniki. Pomiary prędkości. 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. Analiza danych.

1. Określ profil prędkości na podstawie wartości różnicy ciśnień, P_T - P_2, z tabeli 2. Wprowadź wyniki do tabeli 2.
2. Wykreśl zarówno wartości ciśnienia, jak i prędkości z tabeli 2, używając promienia,, jako odciętych (Rysunek 3).
3. Obliczyć całkę z równania (8) na podstawie wartości prędkości i promienia z tabeli 2.
4. Obliczyć współczynnik odprowadzania dla każdego natężenia przepływu, stosując równanie (8).
5. Wykreśl współczynnik rozładowania, używając jako odciętych.
6. Dopasuj funkcję do współczynnika rozładowania, prawo potęgowe jest dobrym wyborem.

Rysunek 3. Reprezentatywne wyniki. (A): Przykład pomiaru ciśnienia statycznego wzdłuż współrzędnej promieniowej kanału przepływowego. (B): Rozkład prędkości wyznaczony na podstawie pomiarów ciśnienia statycznego. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.