以喷管雷诺数,当地大气压及射流有效温度计算所需质量流量,静温
要解决的问题是:对于给定的Re及管道出口得到的Tr,应该设定质量流量为多少?
对于给定的Re
为了得到质量流量,需要确定喷管出口处μ的值,这由当地静温T0决定。
因此,需要确定T0的值。但目前我们测量得到的是Tr的值。
对于空气而言,
其中,T*为总温,T0为静温。热电阻测试得到的温度为有效温度,记为Tr,恢复系数记为r,则:
需要确定的参数就是r和Ma
恢复系数r一般与测温传感器的结构和安装方式(与气流垂直还是平行)有关。对于裸露的热电偶传感器,r的数据在0.6~0.9范围内。对于本试验所采用的热电阻而言,查阅相关资料获得其温度恢复系数与Ma的关系如下表所示。
拟合公式如下:
那么
需要确定马赫数
其中,密度又与当地静压和静温(absolute temperature)有关(注:甲方提供的PPT中将密度与总温静压联系在一起,应该是翻译错误)
P0为管道出口位置静压,一般与环境大气压一致。南京当地大气压为101166Pa,空气的R为287。
因此:
其中,Re, Tr,P0,D,γ,R为已知数,Ma,m,T0,μ为未知数。四个方程,四个未知数,理论上可联立求解。
首先写计算公式的头文件
#pragma once
#include <cmath>
extern double Pi;
extern double e;
extern double P0;
extern double k;
extern double D;
extern double Re;
extern double Tr;
double M_Re(double Re, double mu,double D)
{double M;M = (Re * Pi * D * mu) / 4;return M;
};
double Mu(double T0) //
{double Temp1 = (288.15 + 110.4) / (T0 + 110.4);double Temp2 = pow((T0 / 288.5), 1.5);double mu = Temp1 * Temp2 * 0.000017894;return mu;
};
double T0(double Ma, double Tr)
{double Temp = 1 +( 0.2 * (0.6495 * pow(e, (0.082 * Ma)) - 90.09 * pow(e, (-68.23 * Ma))) * pow(Ma, 2));double T0 = Tr / Temp;return T0;
};
double Ma(double M, double T0,double D)
{double Temp1 = 4 * M * sqrt(287 * T0);double Temp2 = Pi * P0 * D * D * sqrt(k);double Ma = Temp1 / Temp2;return Ma;
};
再写主程序
#include <iostream>
#include "Re.h"
#include <cmath>
using namespace std;
double Pi = 3.1415926;
double e = 2.718281828;
double P0 = 101300;//当地大气压
double k = 1.4;
double D = 0.03;/*0.01 0.02 0.03*///特征长度
double Re = 130000;//Re数
double Tr = 273.15 + 32.9;//测量有效温度
double M;//所需质量流量
double T;//静温
double V ;//射流速度
int i = 0;/*20mm_0.0115 0.020 0.029 0.0375*//*10mm_0.0055 0.010 0.014 0.018*//*30mm_0.0175 0.0305 0.0438 0.0565*/int main(){for (double m = 0.0565; m < 0.06; m = m + 0.0000001){for (double t = 273.15; t < 335.15; t = t + 0.01){V = Ma(m, t,D);T = T0(V, Tr);M = M_Re(Re, Mu(T), D);if (fabs(T - t) <= 0.01 && fabs(M - m) <= 0.0000001){cout << M<< " " << Re << " " << Tr << " " << T << " " << V << endl;};};};cout << "Calculate complete" << endl;return 0;
};
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