Экспериментальное определение коэффициента гидравлических потерь при докритическом и критическом истечении для выходных отверстий в приточном трубопроводе
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Моделювання та інформаційні технології |
|---|---|
| Datum: | 2009 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
2009
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/21149 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Экспериментальное определение коэффициента гидравлических потерь при докритическом и критическом истечении для выходных отверстий в приточном трубопроводе / С.Д.Винничук, А.А.Шестаков // Моделювання та інформаційні технології: Зб. наук. пр. — К.: ІПМЕ ім. Г.Є.Пухова НАН України, 2009. — Вип. 50. — С. 57-62. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859624775766245376 |
|---|---|
| author | Винничук, С.Д. Шестаков, А.А. |
| author_facet | Винничук, С.Д. Шестаков, А.А. |
| citation_txt | Экспериментальное определение коэффициента гидравлических потерь при докритическом и критическом истечении для выходных отверстий в приточном трубопроводе / С.Д.Винничук, А.А.Шестаков // Моделювання та інформаційні технології: Зб. наук. пр. — К.: ІПМЕ ім. Г.Є.Пухова НАН України, 2009. — Вип. 50. — С. 57-62. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Моделювання та інформаційні технології |
| first_indexed | 2025-11-29T09:56:21Z |
| format | Article |
| fulltext |
57© С.Д.Винничук, А. А.Шестаков
УДК 681.14
С.Д.Винничук, А. А.Шестаков
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА
ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ПРИ ДОКРИТИЧЕСКОМ И
КРИТИЧЕСКОМ ИСТЕЧЕНИИ ДЛЯ ВЫХОДНЫХ ОТВЕРСТИЙ В
ПРИТОЧНОМ ТРУБОПРОВОДЕ
В статье приведены результаты обработки экспериментальных данных,
полученных при исследовании истечения сжимаемой жидкости (воздух) из
выходного отверстия приточного трубопровода для докритического и
критического режима течения.
Традиционно, в гидравлических расчётах при определении расхода
несжимаемой жидкости вытекающей из выходного отверстия при скоростях
v ≤ 150 м/с, используют коэффициент расхода [1], который учитывает как
геометрические особенности отверстия, так и режим течения жидкости –
скорость, плотность, перепад давления и т.д. Существует ряд работ [1] [2] [3],
в которых приводятся такие зависимости.
Однако при критическом перепаде давления, расход воздуха,
рассчитанный с использованием данных зависимостей, отличается от
расходов полученных во время гидравлических испытаний. Так, например,
для отверстия диаметром 1,86 мм при избыточном статическом давлении в
трубопроводе Рст изб = 1,5 кг/см2 такое отличие составляет 17 %, и продолжает
увеличиваться с ростом перепада давления, поскольку коэффициент расхода
не учитывает потери давления в скачке уплотнения.
В современных самолётах в воздушно – тепловых
противообледенительных системах (ВТ ПОС) применяются приточные
трубопроводы, использующие в качестве теплоносителя горячий воздух.
Определить количество воздуха вытекающего из отверстия можно двумя
методами: используя коэффициент расхода, или коэффициент
гидравлических потерь. Поскольку на близких к критическому и на
критическом режимах течения воздуха (λ ≥ 0,7) на выходных отверстиях
приточных трубопроводов первый из подходов приводит к значительным
погрешностям, то актуальной становится задача определения коэффициента
гидравлических потерь выходного отверстия. В настоящее время этот вопрос
является недостаточно изученным, а данные, приведенные в литературе
[1-6 и др.], относятся к частным случаям, чаще всего за пределами диапазона
перепада давлений на отверстии, характерного для ВТ ПОС.
В связи с выше изложенным на АНТК им. О. К. Антонова были
проведены дополнительные исследования, целью которых было определение
коэффициента гидравлических потерь полного давления воздуха при входе в
выходное отверстие определённой геометрии в диапазоне перепада давления
58
Ризб = 1÷2 кг/см2, имеющем место в приточных трубопроводах ВТ ПОС.
Настоящая работа посвящена обработке данных экспериментальных
исследований.
Суммарный коэффициент гидравлических потерь отверстия можно
условно разделить на три части:
выхпутвхΣ ζζζζ ++= (1)
где ζΣ – суммарный коэффициент гидравлических потерь на
выходном отверстии;
ζвх – коэффициент гидравлических потерь на входе в отверстие;
ζпут – коэффициент путевых потерь;
ζвых – коэффициент гидравлических потерь на выходе из
отверстия;
Второе и третье слагаемой в формуле (1), ζпут и ζвых, довольно хорошо
описано в литературе и согласуется с экспериментальными данными. В то же
время отсутствуют данные о коэффициенте гидравлических потерь при входе
в выходное отверстие. Для определения таких величин на АНТК им. О. К.
Антонова были проведены специальные гидравлические испытания.
В качестве исследуемого объекта был приточный трубопровод из
алюминиевого сплава 30х1, в котором было вскрыто выходное отверстие
диаметром 1 затем 3 и 5,11 мм. Сечение перпендикулярное оси исследуемого
объекта представлено на рис.1.
З
3 0
d о т в
Рис. 1.Сечение перпендикулярное оси исследуемого объекта.
Величины давлений, устанавливаемых во время испытаний в приточном
трубопроводе, а также расход (количество) воздуха, вытекающий из
выходного отверстия, приведены в таблице №1. В данной таблице
δРкам = Ркам – Ратм., где Ркам и Ратм соответственно давление в приточном
трубопроводе и атмосферное давление окружающего воздуха. В данной
таблице так же приведены расходы воздуха замеренные (Gзамер) и полученные
при расчёте (Gрасчет) с использованием зависимости для коэффициента
гидравлических потерь на входе в отверстие, полученной в результате
обработки данных эксперимента.
59
60
Обработка полученных в ходе эксперимента данных проводилась с
помощью критериального уравнения следующего вида:
отв
вх Re
ВАζ += , (2)
где полагалось, что коэффициент А является функцией отношения диаметра
отверстия к диаметру d1 = 1 мм., т.е. А = f(dотв/d1).
При обработке экспериментальных данных оказалось, что величину
коэффициента В определяют данные таблицы 2, т.е. для dотв = d1. На
основании этих данных величина В выбиралась из условий минимального
среднеквадратичного отклонения прямой (А* Reотв + В) от значений
(ζвх*Reотв).
При выборе зависимости для коэффициента А использовалось значения
(ζвх*Reотв-В)/Reотв, для значений диаметра 1, 3 и 5.11 мм.
При трех значениях диаметра функция А = f(dотв/d1) может быть
аппроксимирована параболой A=ax2+bx+c, где х = dотв/d1. По результатам
обработки данных получена следующая зависимость для А(х):
А(х) = 0.0474⋅х2, а общее уравнение (2) для ζвх имеет вид
отв
2
вх Re
18200,0474x)(ζ +=x . (3)
На ниже приведенных рисунках 2,3 и 4 представлены сравнение
замеренных расходов воздуха с вычисленными используя полученную ζвх
согласно зависимости (3).
Сравнение расходов полученных при замере с расходом полученным при дзите
вычисленной по подобранной формуле. Диаметр выходного отверстия 1 мм.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
0 0,5 1 1,5 2 2,5
δРкам изб., кг/см2
G
, к
г/
ча
с
G расчёт
G замер
Рис.2. Сравнение расходов воздуха полученных при замере с расходом полученным
при ζвх вычисленной по формуле (3). Диаметр выходного отверстия 1 мм.
61
Сравнение расходов полученных при замере с расходом полученным при дзите
вычисленной по подобранной формуле. Диаметр выходного отверстия 3 мм.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 0,5 1 1,5 2 2,5
δРкам изб., кг/см2
G
, к
г/
ча
с G замер
G расчёт
Рис.3. Сравнение расходов воздуха полученных при замере с расходом полученным
при ζвх вычисленной по формуле (3). Диаметр выходного отверстия 3 мм.
Сравнение расходов полученных при замере с расходом полученным при дзите
вычисленной по подобранной формуле. Диаметр выходного отверстия 5,11 мм.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 0,5 1 1,5 2 2,5
δРкам изб., кг/см2
G
, к
г/
ча
с
G замер
G расчёт
Рис.4. Сравнение расходов воздуха полученных при замере с расходом полученным
при ζвх вычисленной по формуле (3). Диаметр выходного отверстия 5,11 мм.
62 © М.С.Кулик, О.К.Юдін, А.Б.Елізаров, О.В.Матвійчук-Юдіна
Выводы: В результате обработки экспериментальных данных получена
зависимость для коэффициента сопротивления входа в отверстие, которая
при численных расчетах расходов обеспечивает отклонение от
экспериментальных данных на уровне, соизмеримом с точностью замеров.
Для значений перепадов давлений, характерных в ВТ ПОС такая величина не
превосходит 4%, что вполне достаточно для инженерных расчётов.
1. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям/ Под ред. М. О.
Штейнберга. – 3-е изд., перераб. доп. – М.: Машиностроение, 1992 г. – 672 с.:ил.
2. Быков Л. Т., Ивлентьев В. С., Кузнецов В. И. Высотное оборудование
пассажирских самолётов – Машиностроение, 1979. – 332 с.
3. Крумина Воздуховоды силовых установок. – М.: Машиностроение, 1979 г.
4. Талиев В. Н. Аэродинамика вентиляции. – М.:Стройиздат, 1979.–295 с.
5. Ханжонков В. И. Сопротивление истечению через отверстия в стенке в
присутствии проходящего потока//Промышленная аэродинамика. М., ЦАГИ, 1959 г.
№ 15, с. 5 – 19.
6. Носов М. М. Барнакова Т. С. Сопротивление входных и выходных отверстий в
присутствии проходящего потока// Промышленная аэродинамика. 1959 г. № 15,
с. 20 – 38.
Поступила 22.01.2009р.
УДК 681.513 ; 37:65.012
М.С.Кулик, д.т.н., професор, ректор НАУ
О.К.Юдін, д.т.н., завідувач кафедри НАУ
А.Б.Елізаров, к.т.н., доцент кафедри НАУ
О.В.Матвійчук-Юдіна, доцент кафедри НАУ
ВПРОВАДЖЕННЯ НОВІТНІХ ТЕХНОЛОГІЙ В СУЧАСНІ СИСТЕМИ
ДОКУМЕНТООБІГУ НАВЧАЛЬНОГО ЗАКЛАДУ
Вступ.
Однією з найважливіших умов успішного функціонування будь-якого
вищого навчального закладу (ВНЗ) є ефективний обмін інформаційними
потоками між підрозділами університету, тобто наявність системи якісного
документообігу та автоматизованих систем сбору й обробки даних. У цей
час, незважаючи на досить сучасну обчислювальну базу, що мають більшість
навчальних інститутів і деканатів ВНЗ, процеси інформаційного обміну
застарілі й не оптимальні, або повністю відсутні. Працівникам деканатів
доводиться виконувати величезний обсяг рутинної роботи з обліку й обробки
зростаючих обсягів даних. Визначенні процедури виконуються з метою
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-21149 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0068 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-29T09:56:21Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Винничук, С.Д. Шестаков, А.А. 2011-06-15T11:35:49Z 2011-06-15T11:35:49Z 2009 Экспериментальное определение коэффициента гидравлических потерь при докритическом и критическом истечении для выходных отверстий в приточном трубопроводе / С.Д.Винничук, А.А.Шестаков // Моделювання та інформаційні технології: Зб. наук. пр. — К.: ІПМЕ ім. Г.Є.Пухова НАН України, 2009. — Вип. 50. — С. 57-62. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. XXXX-0068 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/21149 681.14 ru Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України Моделювання та інформаційні технології Экспериментальное определение коэффициента гидравлических потерь при докритическом и критическом истечении для выходных отверстий в приточном трубопроводе Article published earlier |
| spellingShingle | Экспериментальное определение коэффициента гидравлических потерь при докритическом и критическом истечении для выходных отверстий в приточном трубопроводе Винничук, С.Д. Шестаков, А.А. |
| title | Экспериментальное определение коэффициента гидравлических потерь при докритическом и критическом истечении для выходных отверстий в приточном трубопроводе |
| title_full | Экспериментальное определение коэффициента гидравлических потерь при докритическом и критическом истечении для выходных отверстий в приточном трубопроводе |
| title_fullStr | Экспериментальное определение коэффициента гидравлических потерь при докритическом и критическом истечении для выходных отверстий в приточном трубопроводе |
| title_full_unstemmed | Экспериментальное определение коэффициента гидравлических потерь при докритическом и критическом истечении для выходных отверстий в приточном трубопроводе |
| title_short | Экспериментальное определение коэффициента гидравлических потерь при докритическом и критическом истечении для выходных отверстий в приточном трубопроводе |
| title_sort | экспериментальное определение коэффициента гидравлических потерь при докритическом и критическом истечении для выходных отверстий в приточном трубопроводе |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/21149 |
| work_keys_str_mv | AT vinničuksd éksperimentalʹnoeopredeleniekoéfficientagidravličeskihpoterʹpridokritičeskomikritičeskomistečeniidlâvyhodnyhotverstiivpritočnomtruboprovode AT šestakovaa éksperimentalʹnoeopredeleniekoéfficientagidravličeskihpoterʹpridokritičeskomikritičeskomistečeniidlâvyhodnyhotverstiivpritočnomtruboprovode |