Rozdz_11B.pdf

(301 KB) Pobierz

PrimoPDF, Job 13

wypeþnionych cieczĢ manometrycznĢ, rwnowaŇĢcĢ mierzone ciĻnienie. Zbiornik

cieczy manometrycznej moŇe byę podnoszony lub opuszczany w zaleŇnoĻci od tego,

czy trzeba dokonaę pomiaru nadciĻnieı, czy teŇ podciĻnieı, a caþa bateria moŇe byę

pochylana pod dowolnym kĢtem, co zezwala na zwiħkszenie dokþadnoĻci odczytu.

DokþadnoĻci pomiarw jakie moŇna uzyskaę za pomocĢ pochylanej baterii ma-

nometrw i przy zastosowaniu oleju jako cieczy manometrycznej wynoszĢ okoþo 0,1

mm. Taka dokþadnoĻę nie jest wystarczajĢca w niektrych badaniach, np. warstwy

przyĻciennej - wtedy stosujemy mikromanometry specjalnego typu, nazywane m a -

n o m e t r a m i z e r o w y m i . Przykþadem takiego przyrzĢdu jest mikromanometr

Ascania (rys. 11.8). Mierzy siħ w nim rŇnicħ ciĻnieı obserwujĢc, za pomocĢ mikro-

skopu, poþoŇenie poziomu zwierciadþa cieczy w zbiorniku dolnym A wzglħdem

ostrza K. Najpierw przyrzĢd zerujemy dla p p p

A B a

- jest

kompensowana przez podnoszenie zbiornika B do poþoŇenia II za pomocĢ Ļruby

mikrometrycznej, aŇ do ponownego zetkniħcia siħ ostrza K ze zwierciadþem cieczy;

odpowiada ona rŇnicy wskazaı m

p p

A B

)

D

mikromanometru.

Rys. 11.8

Oprcz manometrw cieczowych stosowane sĢ teŇ manometry z rŇnego rodzaju

elementami sprħŇystymi, jak np. rurka Bourdona (rys. 11.9), czy membrana (rys.

11.10) - budowane na zakresy od ciĻnieı bardzo maþych (rzħdu centymetra sþupa

wody), aŇ do ciĻnieı najwyŇszych (dokþadnoĻę ich pomiaru wynosi okoþo 1%). RŇ-

nica ciĻnieı panujĢcych wewnĢtrz i na zewnĢtrz tych elementw powoduje prosto-

wanie siħ rurki Bourdona i przesuniħcie membrany. PoniewaŇ jeden koniec tych

elementw jest zamocowany, ruch drugiego koıca jest miarĢ ciĻnienia.

321

= = , sprowadzajĢc zbiornik

grny B do poþoŇenia zerowego I i podnoszĢc lub opuszczajĢc zbiornik A tak, aby

ostrze K dotykaþo zwierciadþa cieczy. Mierzona rŇnica ciĻnieı (

37952979.178.png

37952979.189.png

37952979.200.png

37952979.211.png

37952979.001.png

37952979.012.png

37952979.023.png

37952979.034.png

37952979.045.png

37952979.056.png

37952979.067.png

37952979.078.png

37952979.089.png

37952979.100.png

37952979.111.png

37952979.122.png

37952979.133.png

37952979.141.png

37952979.142.png

Rys. 11.9

Rys. 11.10

CiĻnienia mierzone za pomocĢ manometrw ze sprħŇystymi elementami pomia-

rowymi mogĢ byę þatwo przetworzone na odpowiednie sygnaþy elektryczne, gdy

wystħpuje koniecznoĻę rejestrowania wynikw pomiarw w sposb ciĢgþy. Rys. 11.9

przedstawia przykþad takiego ukþadu z tensometrem, jako czujnikiem odksztaþceı,

a na rys. 11.10 odksztaþcenie membrany jest mierzone indukcyjnym czujnikiem prze-

suniħcia. WadĢ urzĢdzeı zaopatrzonych w przetworniki jest koniecznoĻę ich cecho-

wania, zaletĢ - krtki czas reakcji na sygnaþ.

Pomiary ciĻnieı sĢ pomiarami bardzo czħsto wykonywanymi w mechanice pþy-

nw, gdyŇ zezwalajĢ one na wyznaczenie wielu innych wielkoĻci charakteryzujĢcych

przepþyw, a przede wszystkim prħdkoĻci pþynu i natħŇenia przepþywu.

Zasady dziaþania takich przyrzĢdw, opartych na wykorzystaniu rwnania Ber-

noulliego, zostaþy omwione w rozdziale 5.3.

MoŇna przypuszczaę, Ňe w przypadku przepþywu przez przewody prħdkoĻę pþynu

jest rwnolegþa do osi przewodu. Natomiast podczas wypþywu pþynu z pompy, turbi-

ny lub wentylatora kierunek prħdkoĻci nie jest tak wyraŇnie zdeterminowany. Po-

trzebne sĢ wiħc przyrzĢdy zezwalajĢce na wyznaczenie rwnieŇ kierunku prħdkoĻci.

322

37952979.143.png

37952979.144.png

37952979.145.png

37952979.146.png

37952979.147.png

37952979.148.png

37952979.149.png

37952979.150.png

37952979.151.png

37952979.152.png

37952979.153.png

37952979.154.png

37952979.155.png

37952979.156.png

37952979.157.png

37952979.158.png

37952979.159.png

37952979.160.png

37952979.161.png

37952979.162.png

37952979.163.png

37952979.164.png

37952979.165.png

37952979.166.png

37952979.167.png

37952979.168.png

37952979.169.png

37952979.170.png

37952979.171.png

37952979.172.png

37952979.173.png

37952979.174.png

37952979.175.png

37952979.176.png

37952979.177.png

37952979.179.png

37952979.180.png

37952979.181.png

37952979.182.png

37952979.183.png

37952979.184.png

37952979.185.png

37952979.186.png

37952979.187.png

37952979.188.png

37952979.190.png

37952979.191.png

37952979.192.png

37952979.193.png

37952979.194.png

37952979.195.png

Do tego celu uŇywane sĢ sondy walcowe (rys. 11.11a) i sondy kulowe (rys. 11.11b),

ktre oprcz otworkw do mierzenia ciĻnienia caþkowitego oraz ciĻnienia statyczne-

go zaopatrzone sĢ rwnieŇ w otworki do mierzenia skosu strumienia.

Rys. 11.11

SpoĻrd wielu innych sposobw pomiaru prħdkoĻci wspomnimy jeszcze o ane-

mometrze z grzanym wþknem i anemometrach mechanicznych.

Zasada dziaþania t e r m o a n e m o m e t r u (rys. 11.12) polega na wykorzystaniu

chþodzĢcego efektu strumienia pþynu, a takŇe na wþasnoĻci zmiany rezystancji elek-

trycznej cienkiego platynowego lub wolframowego wþkna (o Ļrednicy 1 5 mm

i dþugoĻci 1 mm) pod wpþywem temperatury. Rezystancjħ wþkna moŇna zmierzyę

za pomocĢ mostka WheatstoneÓa i nastħpnie, po jego odpowiednim wyskalowaniu,

prħdkoĻę. Warunek rwnowagi termicznej zapisywany jest zwykle w postaci

U

2

=

A

+

B

V

n

,

A

,

B

=

const

,

wiĢŇĢcej napiħcie U mostka z prħdkoĻciĢ przepþywu V. Metoda termoanemometrii

jest wykorzystywana powszechnie w metrologii przepþyww turbulentnych, ktre

wymagajĢ zastosowania czujnikw o maþej bezwþadnoĻci i maþych wymiarach.

Rys. 11.12

323

37952979.196.png

37952979.197.png

37952979.198.png

37952979.199.png

37952979.201.png

37952979.202.png

37952979.203.png

37952979.204.png

37952979.205.png

37952979.206.png

37952979.207.png

37952979.208.png

37952979.209.png

37952979.210.png

37952979.212.png

37952979.213.png

37952979.214.png

37952979.215.png

37952979.216.png

37952979.217.png

37952979.218.png

37952979.219.png

37952979.220.png

37952979.221.png

37952979.002.png

37952979.003.png

37952979.004.png

37952979.005.png

37952979.006.png

37952979.007.png

37952979.008.png

37952979.009.png

37952979.010.png

37952979.011.png

37952979.013.png

37952979.014.png

37952979.015.png

37952979.016.png

37952979.017.png

37952979.018.png

37952979.019.png

37952979.020.png

37952979.021.png

37952979.022.png

37952979.024.png

37952979.025.png

37952979.026.png

37952979.027.png

37952979.028.png

37952979.029.png

37952979.030.png

37952979.031.png

37952979.032.png

37952979.033.png

Dziaþanie a n e m o m e t r w m e c h a n i c z n y c h opiera siħ natomiast na wy-

korzystaniu siþ aerodynamicznych wywieranych na odpowiednio uksztaþtowane ele-

menty prħdkoĻciomierzy. SĢ one turbinkami czerpiĢcymi energiħ ze strumienia pþynu

i osiĢgajĢcymi staþĢ prħdkoĻę obrotowĢ, zaleŇnĢ od prħdkoĻci strumienia pþynu i od

strat tarcia. Przykþadem takich przyrzĢdw sĢ: anemometr skrzydeþkowy (rys.

11.13a) - uŇywany do pomiaru prħdkoĻci w ukþadach wentylacyjnych, anemometr

czaszowy (rys. 11.13b) - uŇywany do pomiaru prħdkoĻci wiatru oraz mþynek hydro-

mechaniczny (rys. 11.13c) - uŇywany do pomiaru prħdkoĻci w rzekach.

Rys. 11.13

11.4. UrzĢdzenia laboratoryjne do badaı modelowych

T u n e l e a e r o d y n a m i c z n e . SĢ to urzĢdzenia sþuŇĢce do modelowych ba-

daı rozkþadw prħdkoĻci i ciĻnienia wokþ opþywanych ciaþ oraz badania siþ dziaþa-

jĢcych na opþywane ciaþa. MogĢ to byę zarwno badania modelowe obiektw nieru-

chomych (np. hal przemysþowych, osiedli mieszkaniowych czy mostw), jak i bada-

nia ciaþ poruszajĢcych siħ (np. samolotw, czy samochodw) - dziħki zasadzie

wzglħdnoĻci ruchu moŇemy bowiem zmieniaę ukþad odniesienia i sprowadzaę jedno

z tych zagadnieı do drugiego.

W tunelu aerodynamicznym wytwarzany jest strumieı powietrza o niskim po-

ziomie turbulencji i o moŇliwie jednorodnym rozkþadzie prħdkoĻci w przestrzeni

pomiarowej, zezwalajĢcym na przeprowadzanie badaı w otoczeniu opþywanych ciaþ

w warunkach zbliŇonych do warunkw naturalnych.

Wspþczesne tunele aerodynamiczne odznaczajĢ siħ duŇĢ rŇnorodnoĻciĢ ukþa-

dw konstrukcyjnych, wymiarw, sposobw zasilania itp. Spotyka siħ wiħc tunele

o obiegu otwartym lub zamkniħtym, o dziaþaniu ciĢgþym lub krtkotrwaþym, o otwar-

tej lub zamkniħtej przestrzeni pomiarowej, o silnie zrŇnicowanych mocach, o rŇ-

nych wymiarach i rŇnych czynnikach roboczych. Ze wzglħdu na maksymalnĢ prħd-

koĻę gazu, jakĢ moŇna w nich uzyskaę - odpowiednio do przyjħtych w rozdziale 7.2

piħciu zakresw przepþywu - rozrŇnia siħ tunele aerodynamiczne:

- maþych prħdkoĻci: Ma < 0,3,

- poddŅwiħkowe: Ma = 0,3 0,8,

324

37952979.035.png

37952979.036.png

37952979.037.png

37952979.038.png

37952979.039.png

37952979.040.png

37952979.041.png

37952979.042.png

37952979.043.png

37952979.044.png

37952979.046.png

37952979.047.png

37952979.048.png

37952979.049.png

37952979.050.png

37952979.051.png

37952979.052.png

37952979.053.png

37952979.054.png

37952979.055.png

37952979.057.png

37952979.058.png

37952979.059.png

37952979.060.png

37952979.061.png

37952979.062.png

37952979.063.png

37952979.064.png

37952979.065.png

37952979.066.png

37952979.068.png

37952979.069.png

37952979.070.png

- okoþodŅwiħkowe: Ma = 0,8 1,5,

- naddŅwiħkowe: Ma = 1,5 5,0,

- hiperdŅwiħkowe: Ma > 5,0.

Na rys. 11.14 przedstawiony jest schemat tunelu aerodynamicznego maþych

prħdkoĻci o obiegu zamkniħtym. Strumieı powietrza w trakcie obiegu w tunelu

zmienia swojĢ prħdkoĻę, od duŇej prħdkoĻci w przestrzeni pomiarowej do maþych

prħdkoĻci w komorze wyrwnawczej. Zmniejszenie prħdkoĻci przy minimum strat

uzyskuje siħ za pomocĢ dyfuzorw o kĢcie rozwarcia nie wiħkszym od 6 (ze wzglħ-

du na oderwanie strug od Ļcianek tunelu) - jeden z nich znajduje siħ zazwyczaj miħ-

dzy przestrzeniĢ pomiarowĢ a wentylatorem, drugi natomiast, za wentylatorem.

W naroŇach tunelu znajdujĢ siħ kierownice o ksztaþcie pþatw noĻnych zmniejszajĢce

straty zmiany kierunku obiegu powietrza. Wentylator napħdzajĢcy strumieı powie-

trza w tunelu jest wentylatorem o duŇej sprawnoĻci, zaopatrzonym w kierownice po

stronie napþywu i prostownice po stronie odpþywu z wentylatora, aby uzyskaę stru-

mieı osiowosymetryczny.

Rys. 11.14

T u n e l e w o d n e . Budowa tunelu wodnego jest bardzo podobna do ukþadu tu-

nelu aerodynamicznego przedstawionego na rysunku 11.14. RŇnica polega wþaĻci-

wie tylko na tym, Ňe czynnikiem roboczym w tym tunelu jest woda, a nie powietrze.

W tunelach wodnych wykonuje siħ badania statkw, pociskw, torped i þodzi pod-

wodnych.

K a r u z e l e . SĢ to urzĢdzenia stosowane do badania opþywu powietrza lub wo-

dy wokþ modelu, przymocowanego do ramienia karuzeli, w pewnej odlegþoĻci R od

osi obrotu. Karuzela jest zazwyczaj umieszczona w budynku o ksztaþcie walca, przy

czym, jeĻli jest przeznaczona do badaı hydrodynamicznych, w budynku znajduje siħ

pierĻcieniowy kanaþ wypeþniony wodĢ (rys. 11.15). W przypadku badaı w powie-

325

37952979.071.png

37952979.072.png

37952979.073.png

37952979.074.png

37952979.075.png

37952979.076.png

37952979.077.png

37952979.079.png

37952979.080.png

37952979.081.png

37952979.082.png

37952979.083.png

37952979.084.png

37952979.085.png

37952979.086.png

37952979.087.png

37952979.088.png

37952979.090.png

37952979.091.png

37952979.092.png

37952979.093.png

37952979.094.png

37952979.095.png

37952979.096.png

37952979.097.png

37952979.098.png

37952979.099.png

37952979.101.png

37952979.102.png

37952979.103.png

37952979.104.png

37952979.105.png

37952979.106.png

37952979.107.png

37952979.108.png

37952979.109.png

37952979.110.png

37952979.112.png

37952979.113.png

37952979.114.png

37952979.115.png

37952979.116.png

37952979.117.png

37952979.118.png

37952979.119.png

37952979.120.png

37952979.121.png

37952979.123.png

37952979.124.png

37952979.125.png

37952979.126.png

37952979.127.png

37952979.128.png

37952979.129.png

37952979.130.png

37952979.131.png

37952979.132.png

37952979.134.png

37952979.135.png

37952979.136.png

37952979.137.png

37952979.138.png

37952979.139.png

37952979.140.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Rozdz_12B.pdf (133 KB)
Rozdz_12A.pdf (128 KB)
Rozdz_11C.pdf (121 KB)
Rozdz_11B.pdf (301 KB)
Rozdz_11A.pdf (205 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin