Обработка индикаторной диаграммы.

Вычерченная механическим индикатором диаграмма имеет по осям координат масштабы давления m_p и перемещения m_s. Оси координат по отношению к диаграмме размещаются следующим образом: ось абсцисс совмещается с линией атмосферного давления, ось ординат перпендикулярна ей и направлена по касательной к диаграмме (рис. 4.4).

Для обработки диаграммы проводится ее табулирование — представление экспериментального графика в виде массива дискретных значений. На ось абсцисс диаграммы наносятся 12 позиций, соответствующих положениям кривошипа через «В» этих позициях измеряются ординаты диаграммы. Результаты измерений заносятся в таблицу журнала, при обработке индикаторной диаграммы определяются:

а) максимальное и минимальное давление в цилиндре компрессора (МПа)

p_max= y_pmax /m_p (4.1)

p_min=y_pmin/m_p (4.2)

где y_pmax и y_pmin— ординаты экстремумов на диаграмме;

Рис 4.3

Рис.4.4

б) индикаторная мощность компрессора (Вт) — работа по сжатию воздуха, совершаемая компрессором в единицу времени

N_i=A_ц Z/T_ц (4.3)

где A_ц — работа сжатия воздуха за цикл, Дж; T_ц=1/n₁— время цикла; n₁— частота вращения кривошипа, 1/с; Z — число цилиндров компрессора.

Из рис. 4.4

dA=F_c dS_c=p f_n dS_c=f_n y_p dx/(m_p m_s), (4.4)

A_ц=f_ny_pdx=f_n f_и/(m_p m_s ), (4.5)

где f_n — площадь поршня компрессора, м²; f_и — площадь индикаторной диаграммы, мм².

Окончательно формула для индикаторной мощности имеет вид:

N_i=Z f_n n₁ f _и10⁶/(m_p m_s), (4.6)

в) механическая характеристика компрессора по индикаторной диаграмме. Для рабочей машины под механической характеристикой обычно понимают зависимость силы сопротивления F_c от перемещения выходного звена ( в нашем случае перемещение поршня S_c ).

Рис.4.5

Чтобы построить зависимость F_c=(S)_c, необходимо определить значение и знак силы F_c для различных положений поршня. Известно, что работа внешних сил, действующих на механизм, либо увеличивает кинетическую энергию системы, либо уменьшает ее. В первом случае силы называются движущими силами, вторые – силами сопротивления. Принимают следующие правило знаков: сила считается движущей и положительной, если направление вектора скорости точки ее приложения совпадает с направлением проекции этой силы на вектор скорости (рис. 4.5).

Сила F_c является равнодействующей внешних сил, действующих на поршень. Слева (см. рис. 4.1) на поршень действуют силы давления сжатого воздуха, справа — силы атмосферного давления. Так как индикаторная диаграмма строится относительно линии атмосферного давления, то сила F_cв любом положении поршня будет равна произведению давления, определенного по индикаторной диаграммеp= y_p/m_p, на площадь поршня f_n.

Если при построении механической характеристики принять y_p=y_F, то

m_f=m_p 10⁶/ f_n , (4.7)

где m_f — масштаб силы, мм/Н

Экспериментальные значения силы F_c находят из графика F_c=f(S_C)

F_cmax=y_Fcmax/m_f (4.8)

F_cmin=y_Fcmin/m_f (4.9)

Порядок выполнения работы

1. Ознакомьтесь с описаниями работы и полярного планиметра, устройством экспериментальных установок и правилами работы на них

2. Закрепите на барабане механического индикатора бумагу; включите двигатель компрессора; соедините поворотом крана цилиндр индикатора с цилиндром компрессора и, слегка прижимая стержень к бумаге, запишите индикаторную диаграмму. Соедините датчик с атмосферой (необходимо повернуть кран на 90° по часовой стрелке) и запишите линию атмосферного давления. Выключите двигатель и снимите бумагу с барабана

Включите катодный осциллограф и дайте ему погреться 1-2 мин. Выключите двигатель быстроходного компрессора. При необходимости отрегулируйте яркость и фокусировку изображения. Визуально изучите особенности полученной индикаторной диаграммы. Выключите сначала осциллограф, а затем компрессор

4. Вклейте в журнал индикаторную диаграмму, при этом ось абсцисс совместите с линией атмосферного давления, а ось ординат расположите на касательной (см. рис. 4.4). Через 12 положений точки С, отмеченных на оси абсцисс, проведите вертикальные линии и измерьте по ним ординаты индикаторной диаграммы. Занесите ординаты в соответствующую таблицу журнала

5. Измерьте полярным планиметром площадь индикаторной диаграммы

6. Введите в ЭВМ программу " LAB4", затем в соответствии с инструкциями программы исходные данные (из таблицы журнала) и выведите на печать результаты расчета.

Занесите результаты расчета в журнал. Сформулируйте выводы по работе, отразите в них изученные методы регистрации индикаторной диаграмм, область их применения; проанализируйте полученную механическую характеристику.

Приложение П4

Устройство полярного планиметра и работа с ним. Планиметром называется устройство для измерения площадей плоских фигур. Полярный планиметр (рис. П4.1) состоит из двух рычагов АВ иВС, соединенных шаровым шарниром в точке В. Точка С фиксируется на плоскости иглой и грузомГ, при этом рычаг ВС может вращаться вокруг точки С. На рычаге ВА установлена подвижная каретка К, перемещение которой по рычагу изменяет масштаб прибора. На каретке размещен вращающийся ролик Р, с которым винтовой передачей связан диск шкалы грубого отсчета Д. На рычаге АВ в точке А закреплен штифт ш. В процессе измерения площади фигуры штифт перемещается по ее контуру (по часовой стрелке или против). При этом ролик Р скользит и перекатывается по плоскости, это движение через винтовую передачу сообщается диску Д, и он поворачивается на некоторый угол. Шкала точного отсчета (нониус) помещена на каретке К. Каждое деление этой шкалы на 0, 1мм больше деления шкалы ролика.

Порядок проведения измерений. Чертеж плоской фигуры, площадь f_u которой требуется измерить, размещается на ровной, слегка шероховатой поверхности (например, на листе ватмана). Планиметр собирают и устанавливают на плоскости по отношению к измеряемой фигуре так, чтобы в процессе измерений угол между рычагами минимально отклонялся от 90. Штифт Ш размещают в произвольной точке контура измеряемой фигуры и считывают начальное показание со шкал прибора. Затем обводят штифтом по контуру и считывают второе показание со шкал планиметра. Из большего показания вычитают меньшее. Результат, умноженный на масштаб прибора (на 10) составляет измеренную площадь.

Пример. На рис. П4.2а изображены шкалы прибора в начале измерений. Указатель на шкале диска Драсположен между делениями " 6" и " 7", т.е. отмерено шесть полных делений. Нуль шкалы нониуса расположен между делениями " 51" и " 52" шкалы ролика. Седьмое деление шкалы нониуса совпадает с одним из делений шкалы ролика.

Таким образом, получены четыре цифры начального показания прибора:

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. V.5. Обработка на фрезерных станках
2. Воспроизведение и обработка данных
3. Глава 13. Обработка данных средствами электронных таблиц
4. Глава 1: Идеологическая Обработка
5. Графическая обработка результатов эксперимента
6. ИЗМЕРЕНИЕ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ С ПОМОЩЬЮ ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТОВ И ОБРАБОТКА ИЗМЕРЕНИЙ С МНОГОКРАТНЫМИ НАБЛЮДЕНИЯМИ
7. Изучение, обработка и анализ
8. Испытание образца и обработка опытных данных
9. Испытание образцов и обработка полученных данных
10. Кодирование и обработка графической информации
11. Лекция 9. Внепечная обработка стали. Способы обработки жидкой стали вакуумом, инертными газами. Аргонокислородная продувка. Обработка синтетическими шлаками, порошковыми материалами.
12. Математическая обработка исследования