Case study как эффективое средство в обучении

2 ЕСЕПТЕУ БӨЛІМІ

2.1 Диафрагма дискасының қалыңдығы көмегімен шығынды есептеу

Диафрагма қондырылған құбыр өткізгішпен өтетін будың массалық шығынын және шығынды анықтау қателіктерін анықтау. Бу тығыздығын жанама әдіспен анықтаймыз. Шығынды өлшеу жүйесінің сипаттамалары мен бастапқы шамалары және өлшеу нәтижелері кестеде 1 көрсетілген.

Кесте 1

Тарылтылған қондырғылардағы қысымның түсу шамасы бойынша шығын тәжірибеде былайшы анықталады:

1.Жұмыс жағдайындағы құбыр өткізгіштің және тарылтылған қондырғының диаметрлері анықталады (жұмыс ортасының t температурасы кезіндегі):

D = D₂₀ [1+ γ(t − 20)]; (1.1)

D = 170 [1+ 0,00001366(404 − 20)]= 170,005

d= d₂₀ [1+ γ(t − 20)]. (1.2)

d = 120 [1+ 0,00001166(404 − 20)]=120,004

мұндағы γ – тарылтылған қондырғыдағы және құбыр өткізгіштегі материалдың сызықты ұлғаю коэффициенті;

D₂₀, d₂₀ – 20 °С температура кезіндегі құбырдың және тарылтылған қондырғы саңлауының диаметрлері.

Температураның кең диапазоны үшін әртүрлі материалдардың γ сызықты ұлғаюының температуралық коэффициент мәні 10 % қателікпен мына формуламен есептелуі мүмкін:

γ=10⁻⁶, (1.3)

Құбырөткізгіш үшін:

γ =10⁻⁶=0,00001366

Диафрагма үшін:

γ =10⁻⁶= 0,00001166

мұндағы а_е, b_e, c_e – cәйкесінше температура диапазонындағы тұрақты коэффи-циенттер, кестеде көрсетілген [2. 23 бет 2.1. кесте].

2. β- диафрагма саңылауының салыстырмалы диаметрі мына формуламен анықталады: β = .

β = = 0,75

3. Жұмыс жағдайындағы будың тығыздығы ρ, кг/м³ [2. 73 бет П.18 кесте] кестеден алынады: ρ= 4,502 кг/м³

4. Е- кіріс жылдамдық коэффициенті мына формуламен анықталады:

= 1,15

5. С = С∞ кезіндегі массалық шығын мына формуламен анықталады:

, (1.4)

мұндағы ρ– жұмыс жағдайындағы ортаның тығыздығы; Рейнольдса саны Re → ∞ кезіндегі С_∞- ағу коэффициенті.

Диафрагма үшін С_∞ мына формуламен анықталады:

(1.5)

Мұндағы L₁ = l₁/D – диафрагма кірісінен диафрагма алдындағы қысымды жинау үшін қажетті саңылау осіне дейінгі арақашықтықтардың өлшеу құбырының диаметріне қатынастары;

L₂ = l₂/D – диафрагма шығысынан диафрагмадан кейін қысымды жинау үшін қажетті саңылау осіне дейінгі арақашықтықтардың өлшеу құбырының диаметріне қатынастары. Бұл шамалар төмендегі кестеден алынады.

Кесте 2

Қысымды жинақтаға қажетті саңылаулардан диафрагмаға дейінгі салыстырмалы арақашықтықтардың шамалары

6. Құбыр өткізгіштің эквивалентті кедір-бұдырлылығы R_ш, мм берілген тапсырмадағы құбырдың жағдайына байланысты [2. 25 бет 2.4. кесте] кестеден алынады.

7. Өлшеу құбыр қабырғасының кедір-бұдырлылыққа K_ш әсерін түзету келесі жолмен анықталады:

(1.7)

= 1,00247

мұндағы

(1.8)

Рейнольдса санына түзету шамасы (1.7) бойынша A_Re = 0,5 тең деп қабылданады.

A_Re = 0,5 (1.9)

Өлшеу құбырының кедір-бұдырлылыққа түзетуі есепке алынбайды, егар мына шарттар орындалса:

Стандартты диафрагма үшін:

(1.10)

Бұл жағдайда

K_ш = 1. (1.11)

8. (1.4) формуладағы Kп диафрагма саңылауының кіріс пұшпағының топтасуына түзету енгізу, d d ≥ 125 мм кезінде Kп = 1 тең)

(1.12)

= 1,00419 ≈ 1

мұндағы – диафрагманың кіріс пұшпағының дөңгеленген радиусының орташа тексеріс аралық интервалы, ол төмендегі формуламен өрнектеледі:

. (1.13)

мұнда rн – диафрагманың кіріс пұшпағының дөңгеленген радиусының бастапқы мәні, өлшеу жолымен анықталады немесе τ = 0 кезінде 0,05 тең деп алу қабыл-данған; τп.п – тексеріс аралық интервал, жыл.τп.п = 1 жыл болған кезде = 0,0292 + 0,85rн . (1.14)

9. (1.4) формуладағы ұлғаю коэффициенті ε қысымды жинақтаудың үш стандартты тәсілдерінің бірін пайдаланатын стандартты диафрагмалар үшін мына формуламен анықталады:

ε=1−(0,41+0,35β⁴ )Δp /(kp) , (1.15)

ε =1− (0,41+ 0,35*0,705⁴ )29*10³ /(1,37*3,5*10⁶)= 0,997≈1

мұндағы Δр – диафрагмадағы өлшенген қысым түсуі; р – диафрагма алдындағы абсолютті қысым; k – өлшенетін газ ортасының адиабата коэффициенті (кейбір газдардың физикалық сипаттамасы туралы мәліметтер, соның ішінде адиабата коэффициенті [2. 42 бет, 3 бөлімде] көрсетілген).

1. Массалық шығын q_{m ∞} кезіндегі Рейнольдса санын Re_∞ мына формуламен есептейміз:

(1.16)

= 0,00121*10^-6

Әртүрлі орталар үшін динамикалық тұтқырлық коэффициентін анықтау [2. 42 бет, 3 бөлімде] қарастырылған.

1. Рейнольдса санының соңғы шамасының ағып кету коэффициентіне әсерін ес-керетін K_Re түзету коэффициенті анықталады. Стандартты диафрагмалар үшін K_Re былайша анықталады:

(1.17)

Стандартты сопла, Вентури құбыры мен сопласы үшін K_Re Рейнольдса санына түзету коэффициентін анықтаудың формулалары кестеде [2. 27 бет, 2.5 кесте] көрсетілген.

1. Нақты Рейнольдс саны мына теңдеумен есептеледі:

Re=Re_∞ K_Re . (1.18)

Re = 0,00121*10^-6* 2,426 = 0,003*10^-6

13. Егер 5 пункте анықталған құбыр қабырғасының кедір-бұдырлылыққа түзету коэффициенті K_ш≠ 1 болса, онда кедір-бұдырлылыққа түзету коэффициентінің нақты шамасы анықталады K′_ш. Бұл үшін (2.7) формуласы пайдаланылады, мұндағы А_Re коэффициенті мына формуланы пайдаланып анықталады:

10⁴⁶ кезіндегі (1.19)

Re10⁶кезіндегіA_Re=1 (1.20)

Re ⁴ кезінде K_ш коэффициенті бірге тең:

K′_ш=K_ш=1. (1.21)

14. Массалық шығынның нақты шамасы төмендегі формуламен анықталады:

(1.22)

Бу шығынын есептеу нәтижелері кесте 3 көрсетілген.

Кесте 3