Лабораторная работа № 2. Цель работы – установить соответствие показаний тарируемого и эталонного насадков и

Цель работы – установить соответствие показаний тарируемого и эталонного насадков и найти степень влияния отклонения оси насадка от направления скорости набегающего потока на показания манометра, соединенного с этим насадком. Результаты работы должны быть пред­ставлены в виде соответствующих таблиц экспериментальных данных, а также тарировочных графиков.

Общие сведения

В ЦАГИ проводились эксперименты по определению погрешности измерений такого типа. Например, на рис. 4 представлена зависимость поправки на калибровочный коэффициент насадка при различных углах натекания к оси перпендикулярной оси насадка. Можно видеть, что эта зависимость велика, но зато цилиндрический насадок имеет простую методику тарировки и эксперимента.

Тарировка цилиндрического насадка на показание скорости производится путем сравнения его показаний с показаниями эталонной трубки Пито-ЦАГИ, в результате чего получают коэффициент для цилиндрического насадка. Коэффициент для цилиндрического насадка колеблется в пределах 0,75-0,95. Во время тарировки оба насадка (при­емника давления) устанавли­ваются в рабочей части замкнутой аэродинамической трубе с одним обратным каналом (рис. 7) строго па­раллельно друг другу. Основными элементами таких труб являются рабочая часть А, диффузор Б, винто-моторная группа В, поворотные колена Г, обратный канал Д и конфузор Е. Измерения производятся “нулевым методом”.

Рис. 7 – Схема аэродинамической трубы Т-23 ЦАГИ

Схема расположения этих насадков и соединения их с манометра­ми показана на рис. 8.

Рис. 8 Расположение насадка в трубе

Если действительное избыточное давление, измеренное манометром, а разность соответствует показаниям манометра, соединенного тарируемым насадком, то тарировочный коэффициент этого насадка определяется в виде отношения

ζ_т = dP_э/dP_т (36)

Используемые манометры, соединенные с соответствующим тарируемым насадком, должны быть предварительно протарированы, т. е. для них должны быть известны тарировочные коэффициенты и . Кроме того, в частности для чашечных микроманометров, долж­ны быть известны также значения коэффициентов К_э и К_т, найденные по формуле (16). С учетом этого избыточные давления, измеренные обоими манометрами, будут определяться выражением:

(37 а)

(37 б)

С учетом этих выражений тарировочный коэффициент (36)

(38)

где tg α = dh_э / dh_т

Обычно тарировка осуществляется по результатам нескольких заме­ров уровней в отсчетных коленах манометров. По этим результатам можно определить соответствующий тарировочный коэффициент насад­ка при помощи зависимости, аналогичной (29)

(39)

С помощью параметра определяется скорость набегающего потока, измеренная цилиндрическим насадком по формуле (39).

(40)

где – поправочный коэффициент

(41)

Для цилиндрического насадка также определяется – угол установки площадки. Если поток, величину и направление скорости которого замеряет цилиндрический насадок, направлен в плоскости, не перпендикулярной оси насадка, а под углом (рис. 9), результаты измерения величины скорости будут иными. При наличии угла насадок замеряет приуменьшенное значение скорости. При замере величины скорости с точностью 15% угол больше 10° недопустим. Этот метод измерений называется “нулевым методом”. В некоторых случаях измерения производят без поворота насадка и тогда скорость определяют по результатам давлений во всех трех отверстиях (абсолютный метод).

Рис. 9 – Поправка на калибровочный коэффициент цилиндрического насадка при различных углах натекания

Угловую характеристику насадка, которая определяет зависимость из­меряемого им давления от его отклонения относительно направления скорости набегающего потока, можно представить в виде некоторой функции от угла α этого отклонения:

(42)

где и – избыточные давления, изме­ряемые насадками соответственно при α=0 и α≠0.

При экспериментальном определении угловой характеристики наса­док (приемник давления) закрепляется на координатнике – специаль­ном устройстве, позволяющем изменять наклон этого насадка в рабочей части аэродинамической трубы. Если при некотором угле α этого накло­на избыточное давление, измеренное микроманометром,

(43 а)

а при α = 0

(43 б)

то выражение (42) примет вид

(44)

где ; и .

По данным измерений строится график функции f(α), представляю­щий собой угловую характеристику. При помощи этого графика можно определить экспериментальную «зону нечувствительности», т. е. интервал углов а, в котором ошибка измерении не превышает заданной вели­чины (ее величина равна примерно ±1÷1,5%).