Обработка опытных данных. 5.1. По известным диаметрам отверстия диафрагмы рассчитать площадь поперечного сечения ω = π D2/4.

5.1. По известным диаметрам отверстия диафрагмы рассчитать площадь поперечного сечения ω = π D²/4.

5.2. Рассчитать разность уровней в трубках микроманометра

∆ℓ = ℓ_в - ℓ_н и ∆ℓ_о = ℓ_во - ℓ_но. (9)

5.3. Определить наклон шкалы микроманометра φ = a/b. При значениях a/b < 0,1 можно считать tgφ = sinφ = φ = a/b.

5.4. Давление измеряемое микроманометром рассчитывается по формуле

Р_мк = ρ_ж g (∆ℓ - ∆ℓ_о) sinφ;. (10)

5.5. Фактическое давление, развиваемого осевым вентилятором P_в, равно разности полных давлений на выходе (сечение 2 - 2) и входе (сечение 1 - 1) рабочего колеса. Полное давление равно сумме статического давления Р_ст и динамического давления ρ_в C²/2. На выходе из рабочего колеса абсолютная скорость больше чем на входе из-за увеличения составляющей С_2u>C_1u.

P_в = (P_ст + ρ_в C²/2)₁ - (P_ст + ρ_в C²/2)₂. (11)

Статического давления на выходе Р_ст2 можно считать равным атмосферному, так, как потери давления по длине от второго сечения до выхода малы. Статическое давление на входе Р_ст1 равно разности атмосферного давления и давления на микроманометре. Пренебрегая разностью динамических давлений, получим:

P_в = P_ат - (P_ат – P_мк) = P_мк. (12)

5.6. Производительностью вентилятора L называется объем воздуха перекачеваемый вентилятором за единицу времени. В данной работе производительностью вентилятора равна расходу воздуха через диафрагму. Диафрагма представляет собой отверстие, через которое за счет разности давлений P_мк происходит истечение воздуха. Объемный расход воздуха при истечении определяется

L = μ ω √ 2 P_мк/ρ_в. (13)

Коэффициент расхода отверстия принять равным μ = 0,62.

5.7. Мощность, отданную потоку воздуха, рассчитать по формуле:

N = P_в L. (14)

5.8.Мощность на валу вентилятора равна произведению показания ваттметра на КПД электродвигателя

N_вал = η_эл-д W. (15)

5.9. КПД вентилятора равен отношению мощности отданную потоку воздуха к мощность на валу η = N/N_вал.. (16)

5.10. Все результаты расчетов занести в таблицу 1. По полученным данным построить полную характеристику вентилятора, то есть зависимости давления вентилятора P_в, мощности на валу N_вал и КПД вентилятора η; от производительности L. На полученном графике выделить область номинальной работы. Для этого на графике КПД выделить значения производительностей L, для которых выполняется условие 0.9 η_мах < η < η_мах. Полученную область заштриховать.

5.11. Рассчитать коэффициент быстроходности вентилятора n_s по формуле

n_s = 53 ω_o L^0.5/P_в^0,75. (17)

Производительность L и давление P_в вентилятора выбрать из графиков полной характеристики при максимальном КПД.

5.12. Для среднего диаметра лопатки D_ср, построить треугольники скоростей на входе и выходе в рабочее колесо по одному из опытов. Для построения воспользоваться формулам раздела 2.

5.13. На графике полной характеристики пунктиром построить теоретическую характеристику вентилятора.

		Схема опытной установки
		1 – рабочее колесо с четырмя лопатками; 2 – электродвигатель; 3 – ваттметр; 4 – корпус (обечайка); 5 – сменные диафрагмы; 6 – микроманометр. Рис. 1.

 

		d

		d

 

Таблица 1.