การใช้แรงกดตกกระทบการไหลของมวล

ฉันกำลังมองหาวิธีในการตรวจสอบการอ่านซ้ำอีกครั้งฉันกำลังอ่านมาตรวัดการไหลของมวลที่ดูเหมือนว่าจะอ่านได้ต่ำกว่าที่คาดไว้

เมื่อการไหลเริ่มขึ้นในระบบเครื่องควบคุมแรงดันที่ถังจ่ายจะลดลงในการอ่านค่าแรงดัน การลดลงนี้ควรเป็นเพราะความดันแบบไดนามิกของการไหลของก๊าซผ่านตัวควบคุมดังนั้นฉันคิดว่ามันอาจเป็นไปได้ที่จะมีความสัมพันธ์กับค่าที่อ่านได้ของเครื่องวัดอัตราการไหลกับการไหลของมวลที่คำนวณได้ ฉันเริ่มต้นด้วยการใช้กฎแก๊สอุดมคติ (ความดันต่ำพอ) เพื่อคำนวณความหนาแน่นของก๊าซที่ความดันคงที่ที่อ่านได้โดยหน่วยงานกำกับดูแล

จากนั้นฉันก็อ่านค่าความต่างของแรงดันที่อ่านได้จากตัวควบคุมแทงก์ระหว่างแรงดันคงที่ที่ไม่มีการไหลถึงแรงดันแบบไดนามิก

การใช้สมการข้างต้นฉันคำนวณความเร็วของการไหลของของไหลแล้วใช้พื้นที่หน้าตัดเพื่อคำนวณการไหลของมวล

เมื่อคำนวณความหนาแน่นฉันได้รับค่าที่ไม่สมเหตุสมผลสำหรับความเร็วของของไหลดังนั้นฉันจึงสงสัยว่าขั้นตอนนี้สมเหตุสมผลหรือไม่

มันยังไม่ชัดเจนจากคำถามที่การอ่านตราสารเกิดขึ้น อาจต้องปรับสมการต่อไปนี้เพื่อให้สะท้อนถึงตำแหน่งเซ็นเซอร์

สมการพื้นฐานสำหรับมวลไหลคือ:$\dot{m}$

$\dot{m} = A \cdot \rho \cdot v$

, ρและ vจำเป็นต้องได้รับการประเมินหรือวัดที่สถานที่เดียวกัน$A$$\rho$$v$

แก๊สอุดมคติกฎหมายสามารถนำมาใช้ที่นี่ แต่ทราบค่าคงที่สำหรับอุณหภูมิและความดันพีจะต้องมีการใช้ที่นี่:$T$$p$

$\rho = \frac{p_\mathrm{s}}{RT_\mathrm{s}}$

แก๊สคงที่เฉพาะเจาะจงสำหรับอากาศเป็นสิ่งที่ทั่ว K มันเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ แต่ตอนนี้ดูเหมือนจะไม่เป็นปัญหา มักจะมีปัญหาอยู่ในขณะนี้ในการคำนวณTs$287.058\frac{J}{kgK}$
$T_\mathrm{s}$

สมการต่อไปนี้ใช้กระบวนการ isentropic เพื่อคำนวณอันดับแรกจาก Mach-Number และอุณหภูมิคงที่ ขั้นตอนที่ 1 คือการแก้สมการสำหรับ :$M$

$\frac{p_\mathrm{s}}{p_\mathrm{t}} = \left( 1 + \frac{\gamma - 1}{2} M^2\right)^{\frac{\gamma}{\gamma-1}}$

ที่นี่คือสัมประสิทธิ์ isentropicซึ่งมีค่าประมาณ1.4สำหรับอากาศขึ้นอยู่กับความชื้น p tและp sเป็นค่าคงที่และความดันรวม ความสัมพันธ์ของพวกเขาคือ:$\gamma$$1.4$$p_\mathrm{t}$$p_\mathrm{s}$

$p_\mathrm{t} = p_\mathrm{s} + p_\mathrm{d}$

มักคำนวณด้วย$p_\mathrm{d}$ความเรียบง่ายนี้จะสร้างข้อผิดพลาดในความหนาแน่นρ5% สำหรับ Mach-จำนวนM=0.3 ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่ผลลัพธ์ของขั้นตอนที่ 1 จะตรวจสอบว่านี่คือสาเหตุของปัญหาหรือไม่$\frac{1}{2}\rho u^2$$\rho$$M=0.3$

ด้วยการคำนวณ Mach-Number ความสัมพันธ์ isentropic ของอุณหภูมิทั้งหมดและอุณหภูมิคงที่สามารถใช้ในการคำนวณอุณหภูมิคงที่ในขั้นตอนที่ 2:

$\frac{T_\mathrm{s}}{T_\mathrm{t}} = \left( 1 + \frac{\gamma - 1}{2} M^2\right)^{-1}$

$T_\mathrm{t}$คืออุณหภูมิของก๊าซในแหล่งจ่ายแรงดัน

$v$

$M = \frac{u}{a}$

$a$

$a = \sqrt{\gamma R T_\mathrm{s}}$

การทำการคำนวณด้วยมือนั้นลำบาก แต่ก็ง่ายที่จะตั้งค่าสคริปต์หรือชีตเพื่อทำการคำนวณเหล่านี้ มีสามค่าคงที่:

• ผ่านพื้นที่ไหล$A$
• $R$
• $\gamma$$\kappa$

และมีค่าการวัดสามค่า:

• $p_\mathrm{t}$
• $p_\mathrm{s}$
• $T_\mathrm{t}$

ถ้าฉันไม่เข้าใจผิดคุณกำลังดูความดันตกที่หน่วยควบคุมลดแรงดันเมื่อเริ่มต้นการไหลและต้องการอนุมานการไหลของมวลจากมูลค่าของหยดนี้ หากนี่เป็นเรื่องจริงฉันอยากจะเพิ่มว่ามีหลายสาเหตุที่ตัวควบคุมความดันจะ "เหี่ยวเฉา" นอกเหนือจากเอฟเฟกต์หัวความเร็ว หน่วยงานกำกับดูแลมีสปริงที่บีบอัดเมื่อวาล์วเติมเปิดและมีการสูญเสียแรงเสียดทานหลายประการที่รวมกันเป็นเส้นโค้งประสิทธิภาพการไหล การออกแบบจำนวนมากมี "ล็อค" ที่นำเสนอการชดเชยที่สำคัญระหว่างเงื่อนไขคงที่และไหล ฉันตีความคำถามของคุณถูกต้องหรือไม่?