M7 KÖNYÖKIDOM ÁRAMKÉPÉNEK VIZSGÁLATA ÉS VESZTESÉGTÉNYEZŐJÉNEK MEGHATÁROZÁSA

Átírás

1 M7 KÖNYÖKIDOM ÁRAMKÉPÉNEK VIZSGÁLATA ÉS VESZTESÉGTÉNYEZŐJÉNEK MEGHATÁROZÁSA. A mérés célja A csőztébn az áramlás rányáltozását önyödomoal, csőíl oldjá mg. Az rányáltozás jlntős áramlás sztségl jár, amlyn csöntésér számos módszrt dolgozta. A jln mérés célja önyödom áramlás sztségén mghatározása több gomtra áltozatra, a sztségtényző szmontjából lgdzőbb alaítás álasztása.. A mérés lírása A zsgált önyödom gy négyzts, mm rsztmtsztű dom, mlyn rsztül lgőt áramoltatn át gy ntlátor sgítségél. A csatorna, mlyb a önyödomot szrltü a ntlátor szíóoldalára csatlaoz. A önyödomba a ülső nygalomban lő légtérből áraml b a lgő gy özl sztségmntsn tnthtő, lríttt bszíó domon rsztül. Ezzl lérhtő, hogy a önyö lőtt áramlás mgfllőn gynlts lgyn. A önyö tán hosszabb gyns csatorna mndét oldalfalán stats nyomásmérés hlyt találn. A csatorna flső fala lxből észült, így lhtőség an az áramé mgfgylésér s, amnnybn a röd cérnáal llátott gombostűt blszúrj a csatorna alsó, arafáal borított lajába.

2 Vsztségtényző A önyödom jóságát jllmzzü: a önyödom nyomássztségét gy mérőszámmal a ξ sztségtényzől. A sztségtényző érté a alaló áramétől, főlg a lált zóná nagyságától függ. A önyödomban áramló özg rányltrléséhz, a súrlódás sztség fdzéséhz a szndr áramlás és a lált zóná áramlásána fnntartásához a zté ljén többltnyomásra an szüség agy nyomáscsönés ötz b. A fnt módosításáal ξ jlntősn csönthtő. A csöntést a önyöb (. ábra) éíttt ülönfél lm béítésél érhtjü l a jln mérés során: - a ülső és/agy blső éls saro ülönböző lrítés sgarú ílt laora, agy 5º-os lara aló csréjél, a önyö ülső blső sara özött térb hlyztt gymással árhzamos ílt trlőlao alalmazásáal. - más mód az oldalfalról az áramlásba bnyúló s légtrlől ("aadállyal") a lált áramé módosítása (L alaú fémlao oldalfalhoz aló rögzítésél). Ezzl a módszrrl a lálás zóna alaját, hlyét, mértét módosíthatj. Ezzl a nagy nyomássztségt oozó lálás zóna csönthtő, így gaz, a hlylg btt s többlt nyomássztség árán sbb sztségtényzőt ahatn, a önyö llnállása csönht. Ebbn az stbn az L alaú légtrlő hlys mértén és hlyztén mghatározása a mérés fladata. A légtrlő a önyö lőtt és tán, ülső és blső oldalfalra s flszrlhtő. Áramlás láthatóá tétl A brndzés az áramé láthatóá tétlér s alalmas. Ezt a ísérltt fonalas álca mozgatásáal (a lált zóna mghatározása) agy fonalas zászló a arafa alalaba aló - l. négyzthálós - lhlyzésél égzhtjü l. Jln stbn a már mlíttt cérnás gombostű használandó. Az áramlás szmlélttését célszrű mndn stbn lrajzola rögzítn, hogy a mérés jgyzőönybn, bszámoló lőadásban mlléltént szrltthssü.. ábra: A önyö alaításána lhtőség

3 3. Mérés rdmény értélés A sztségtényző a dn dnams nyomással dmnzótlanított önyö lőtt ( ö, ) és tán ( ö, ) össznyomáso ülönbség: ξ össz. össz. ahol az áramló özg sűrűség, a rsztmtsztbn érénys az átlagsbsség. Az átlagsbsségt Prandtl-csől, a ontonént sbsségmérésr onatozó lőíráso szrnt határozhatj mg a önyö lőtt csatornaszaasz rsztmtsztén x ontjában mér (lásd. ontonént sbsségmérés). A átlagsbsség a ülönböző alalmazott trlőlm stén ssé áltozhat, ml azo a ntlátor üzmállaotát s mértébn mgáltoztathatjá a önyödom sztségtényzőjén bfolyásolása által. A mérés során a térfogatáramot lőször Prandtl-csől mért dnams nyomásoból határozz mg, albrálás céljából: q A L L dn, Eztán a dgtáls nyomásmérő gy csonját a önyö lőtt stats nyomásztő frathoz ötjü, míg a másal a légör nyomást mérjü. Az így aott nyomásérté jó özlítéssl a önyöbn léő dnams nyomással gyz mg. A fal súrlódásna és a bszíó lm sztségén és áramlásmódosító hatásána fgylmbétl matt azonban gy orrcót ll alalmazzn. A stats nyomásztő fratnál számítható térfogatáram: q A mért 3

4 A orrcó mghatározása: L A dn, mért dn, mért A orrcós tényző smrt tán, a mérés toább részébn Prandtl-cső használata nm szüségs. A térfogatáramoat a mért és a orrcós tényző smrtébn határozz mg. A sztségtényző mghatározásához fnt fjzés alaján az össznyomás-ülönbségt ll mérnün: ( össz. - össz. ). Ml azonban az állandó csatorna-rsztmtszt (folytonosság tétl) matt az átlagsbsség a önyö lőtt és tán mggyz, így az abból számolt dnams nyomáso ülönbség zérs (ld. alább átalaítást). Eor a sztségtényző mghatározása a önyödom lőtt ll. tán mért stats nyomáso ülönbségén mérésér rdálható. A fjzés nzőjébn dg az átlagsbséggl számolt dnams nyomás szrl. (,, ) (,, ) (, ) (.., ) össz st + dn st + dn st + st + st, össz st, ξ Mt jlnt a önyö lőtt ll. tán mérés ont? A mérés során öztlnül a nyomásülönbségt mérjü, ml a dgtáls nyomásmérő gy ztését a önyödom lőtt stats nyomásztő fratra ötjü, míg a más ztését a önyö tán oldalsó fratora csatlaoztatj. st, : a önyödom lőtt mért stats nyomás mérés hly gyértlmű, a önyödombl áramlás szonyo sszahatása az áramlásra lhanyagolható. st, : a önyödom tán nyomásmérés hly mgálasztásában a érdés gydül csa az, hogy a önyö zaarásána hatása mddg trjd a csatornában, a önyö tán mly ontban mért oldalfal stats nyomással ll számoln? Err a fladatra a önyö tán csatornaszaasz oldalfalan, mndét oldalon stats 8-0 nyomásztés an lhlyz gymás tán, mlyn a csatorna nyomásmgoszlása mérhtő. A nyomásmgoszlást ábrázola és gyztt a fonalas rajzzal mghatározható az a rsztmtszt a csatornána, ahol a önyö matt lálás zóná már mgszűntn tnthtő, az áramlás or mndét ( ülső / blső agy jobb / bal ) oldalon smét sszafsz az oldalfalra, jó özlítéssl a csatorna rsztmtsztbn az áramonala smét árhzamosa, így a étoldal stats nyomáso mggyzn. A sbsségrofl azonban zn a hlyn még nm szmmtrs, így azt a hlyt ll mgrsn, ahol már a mért stats nyomás nm nösz toább. Ebbn a rsztmtsztbn mondható, hogy az áramlás sszafüdt az oldalfalra, llt hogy a sbsségrofl s szmmtrs. Ehhz a rsztmtszthz tartozó nyomásértét tntjü a önyö tán stats nyomásna, z alaján ll számítan a önyö llnállás-tényzőjét. /A önyötől lgtáolabb ét mérés ont a ntlátor szíócsonja matt aszmmtrs áramlás matt nm mérndő! / ξ értéét a álasztott trlőlmhz agy hlyzthz acsolóda ll zsgáln. A A ísérlt során ξ, mn értét adó mgoldást ll mgrsn.

5 . Jgyzőönyn tartalmazna ll - Prandtl-csös átlagsbsség-mérés adata, albrácó - Stats nyomás mért értén táblázatos formában aló özlés, az oldalfal nyomásloszlás ábrázolása dagramban a hossz (x[mm]) mntén (nyomásztés gomtra lhlyzdés lmérndő!!). Az ábrában ülön jobb- és baloldal nyomásloszlás görb, gy özös dagramban ábrázola adott önyödom-bállítás stén. - A fonalas rajz özlés az adott alaításhoz. - Mghatározn az adatoból, hogy hol füdt ssza az áramé és hogy hol szmmtrs a sbsségrofl. Err a ontra számítan az adott alaításhoz tartozó önyödom sztségtényző értéét. - Mndn zsgált trlőlmr, agy önyödom gomtra áltozatra hasonló módon mgadn a sztségtényző értét, mért adatoat, összfüggést és számított rdményt. - A ülönböző trlőlm stén aott sztségtényző, táblázatos agy grafs lmzés, l. a használt trlőlao / domo lrítés sgarána, bnyúlás hosszána, sarotól mért hlyztén, stb. függényébn ábrázola, és bmtata a lgdzőbb, llt lgdzőtlnbb hlyztt. AZ ÖSSZEHASONLÍTÁS ALAPJA az ÜRES KÖNYÖKIDOM, TEHÁT NE FELEJTSÜK EL LEMÉRNI AZ ALAP KIALAKÍTÁSÚ KÖNYÖKIDOMOT! Enn a sztségtényzőjéhz szonyíta onhatn l ötzttést az légztt mérésről, a ülönböző létrhozott áltozato értélés z alaján történ, thát a dagramoban mndg szrlttn ll az alabállítás sztségtényzőjét! - Mndn mérés rdmény szögs értélés, lmzés. - Hbaszámítás lgalább gy önyödom áltozatra mért sztségtényző értéér. Hbaszámítás A önyö-dom sztségtényző fjzés: st, st, ö ζ 6 q A A A ahol 6 * dn l * dn a átlagsbsségből sszaszámolt dnams nyomás. 6 * dn n ζ Az abszolút hba számítása: δζ δx? X ahol az X mért mnnység és a hozzáj acsolódó mérés hbá: X össz. - össz. - st X dn dgtáls nyomásmérő hbája: δ műszr Pa dgtáls nyomásmérő hbája: δ műszr Pa 5

6 δζ A rlatí hba számítása:? ζ A sztségtényzőr a jgyzőönybn az abszolút és rlatí hba értéét s mg ll adn. A mérés során nm szabad mgfldzn -A mérőbrndzés bacsolása lőtt, llt általában a mérőbrndzés üzm során mndg mg ll győződn a balstmnts használat fltétln tljsüléséről. A bacsolásról, llt a mérés özbn égrhajtott áltoztatásoról a brndzés örnyztébn dolgozóat fgylmzttn ll. - Mndn mérés alalommal a légör nyomás és trmhőmérsélt fljgyzéséről! - A flhasznált mérőműszrről lolasott érté mértégységén és a ráj onatozó gyéb tényző (Példál a frdcsös mromanométr mérőszál frdítés tényzőj.) fljgyzéséről. - A flhasznált mérőműszr tísána, gyártás számána és a bnn léő mérőfolyadé sűrűségén fljgyzéséről! - A mérőműszrről lolasott mnnység és a toább számításonál flhasznált mnnység mértégységén gyzttéséről. - Az "U-csös" nyomásmérő lén műödő mromanométr csa mgfllőn ízszntz használható. - A nyomásmérő bötésénél fgylmsn ll ljárn a csatlaozó "+" llt "-" ágána és a méréshatár álasztásánál. Általában mndgy manométr tísnál, d mltn a frdcsös manométrnél, fgyln ll arra, hogy a nyomásmérő csatlaozó csonjara a gm csöt óatosan, "ráözlít", a mérőfolyadé szál sldését fgylmml ísér ll flhlyzn. Ha bötőcsö tömör rögzítés lőtt a mérőfolyadé szál térés mgözlít a maxmáls térést, úgy ha lht méréshatárt ll áltoztatn a műszrn, ha z nm sgít, aor nagyobb nyomáso mérésér alalmas műszrt ll álasztan a méréshz. Ellnző stbn a mérőfolyadé gy rész a bötőcsőb áraml mghamsíta, stlg tljsn lhttlnné té a méré - A mérőrm flszrlésénél gyázn ll a légtömör szrlésr, mrt az stlgsn alaló résn táozó llt báramló lgő jlntősn lronthatja a mérés rdményt. - A nyomásözlő gm, agy szlon csöt mérés lőtt, stlg özbn s célszrű llnőrzn, nhogy rdés, szaadás lgyn rajt, mrt lyas mérőcső stén az összs addg mérés rdmény árba ész. Az llnőrzést szmrétlzéssl, agy nyomástartás róbáal égzhtjü l. Krts onto a műszrr ll. a nyomásztésr történő csatlaoztatás hly. Irodalom Lajos Tamás: Az áramlástan alaja, Műgytm Kadó, Bdast 00, (3. fjzt Hdrala) 6