Opis

Urządzenie do badania przepływów ściśliwych C1-MKIII zostało opracowane wspólnie przez Armfield Ltd i doświadczonego wykładowcę inżynierii mechanicznej z Reading College of Technology.

Urządzenie służy do wprowadzenia użytkowników we wszystkie podstawowe pojęcia związane z przepływem ściśliwym poprzez szereg procedur doświadczalnych z użyciem różnych wymiennych sekcji testowych z przezroczystego akrylu.

Praca nad projektem: Studenci mogą opracować dodatkowe eksperymenty z wykorzystaniem sprzętu jako ćwiczenie do pracy projektowej. Przykłady są podane.

Urządzenie C1-MkIII składa się z jednostopniowej sprężarki powietrza wraz z sekcją badawczą i zaworem dławiącym oraz konsoli elektronicznej zawierającej niezbędne elementy sterowania i oprzyrządowania.

Sprężarka jednostopniowa jest napędzana przez zintegrowany trójfazowy silnik prądu zmiennego. Prędkość obrotowa sprężarki może być regulowana za pomocą zaawansowanej przetwornicy częstotliwości wektora momentu obrotowego, która zapewnia stabilną i dokładną regulację prędkości obrotowej oraz bezpośredni elektroniczny odczyt momentu obrotowego wytwarzanego przez silnik.

Sprężarka jest wyposażona w przewód wylotowy z zaworem dławiącym, który umożliwia zmianę przepływu niezależnie od prędkości obrotowej sprężarki.

Urządzenie jest dostarczane z odcinkiem zbieżno-rozbieżnym, zamontowanym na wlocie sprężarki, zaprojektowanym tak, aby na gardzieli wytwarzać prędkość Mach-1. Przewód jest wykonany z przezroczystego akrylu, co umożliwia studentowi obserwację konstrukcji i profili. Na wlocie, w gardzieli i na końcu wylotowym dyfuzora znajduje się pierścieniowy zawór odcinający z czujnikiem ciśnienia. Kanał ten pozwala na zademonstrowanie wszystkich głównych koncepcji przepływu sprężonego.

Konsola elektroniczna zawiera cztery czujniki różnicy ciśnień (dwa o wysokim zakresie i dwa o niskim zakresie) oraz regulator prędkości obrotowej silnika i wyświetlacze prędkości obrotowej sprężarki, ciśnienia i momentu obrotowego silnika.

Funkcje i opcje

• Zademonstrowanie zjawiska „dławienia” w kanale zbieżnym/rozbieżnym
• Zbadanie ważności równań przepływu izentropowego dla przepływu ściśliwego w kanale zbieżnym Wykazanie wpływu ściśliwości na równania przepływu dla kanału zbieżnego
• Określenie wartości współczynnika ciepła właściwego (γ) dla powietrza za pomocą równania dla przepływu izentropowego w kanale zbieżnym
• Zbadanie odzysku ciśnienia wzdłuż kanału rozbieżnego poprzez pomiar wydajności kanału
• Zbadanie zależności pomiędzy stratą wskutek tarcia, a prędkością dla przepływu nieściśliwego oraz znalezienie przybliżonej wartości współczynnika tarcia
• Zbadanie zależności pomiędzy współczynnikiem tarcia, a liczbą Reynoldsa dla danej rury
• Określić współczynnik tarcia dla przypadku przepływu ściśliwego.
• Zbadać zależność pomiędzy odzyskiem ciśnienia w nagłym rozszerzeniu, a prędkością przepływu w górę strumienia, przy założeniu przepływu nieściśliwego
• Określenie współczynnika wypływu
• Zbadanie ważności wzoru na wzrost ciśnienia w nagłym rozszerzeniu dla przepływu ściśliwego
• Zbadanie, dla przepływu nieściśliwego, zależności między natężeniem przepływu przez kryzę w rurociągu, a spadkiem ciśnienia na niej.
• Określenie związku między współczynnikiem wypływu, a stosunkiem n dla kryzy w rurociągu
• Zbadanie wpływu ściśliwości na współczynniki wypływu
• Zbadanie zmian wzrostu ciśnienia, poboru mocy i sprawności izotermicznej sprężarki odśrodkowej w zależności od masowego natężenia przepływu przy stałej prędkości obrotowej
• Sporządzenie charakterystyki wydajnościowej z wykorzystaniem masowego natężenia przepływu i wzrostu ciśnienia jako parametrów, z konturami stałej prędkości i stałej sprawności
• Uwzględnienie energii dostarczanej przez silnik napędzający sprężarkę
• Zbadać zależność pomiędzy prędkością płynu a spadkiem ciśnienia (stratą ciśnienia) wzdłuż gładkiego zgięcia 90°.
• Zbadanie, czy ciśnienie zmienia się promieniowo na zakręcie