工程力学实验

1、供丝机实验样机性能测试实验工程力学实验（2）刘养鹏 陈 迪 周 勇 吴 庞 刘金松小组成员：指导老师：杨英强工程力学实验（2）背景超高速卷接包机组重大专项是我国烟草行业为适应大企业、大品牌发展对技术装备的客观需求而开展的重大战略举措。供丝机作为卷接机组的后身，实现连续、可控、均匀、松散、定量、无杂无梗烟丝的平稳供给，在整个卷接包机组中起到非常重要的作用。工程力学实验（2）实验内容试验样机尺寸测量样机内流体的均匀性检测样机内流体的稳定性检测样机内流速与送风口压降大小的关系工程力学实验（2）各部分送风部分截面1截面2截面2截面3高741210.54长10979.6深7732.531.532各部分水

2、平进料部分截面3截面4截面4截面5截面5截面6高444111111长40.519.521.6深30.53232323030倾斜部分圆左斜边右斜边大圆小圆长29，仰角62.26，上端点与后面的圆的圆心同高长44，仰角56.94，上端点与左斜边上端点的竖直距离为11半径41.5直径2130303030实验工具：钢卷尺 （对精度要求不是很高)实验数据：试验样机尺寸测量工程力学实验（2）试验样机CAD模型图试验样机尺寸测量工程力学实验（2）测量结果： 经过对比，本实验设备的尺寸与设计尺寸相符合，可以适用于计划中的情况.试验样机尺寸测量工程力学实验（2）实验内容试验样机尺寸测量样机内流体的均匀性检测样机

3、内流体的稳定性检测样机内流速与送风口压降大小的关系工程力学实验（2） 样机内流体的均匀性检测 主要利用伯努力方程 ， ：使用毕托管测量出改点与大气压的压差，压差可用压差计直接读数，然后利用伯努力方程求出测点的速度。在30Hz、 40Hz两个不同的频率下，测出该截面处距管壁不同距离点的风速。实验原理风速的的测量 通过坐标架固定毕托管，用坐标架上的坐标数标定毕托管测点的位置。通过改变坐标架上的坐标读数，测出不同位置点上的流体速度。测量位置从0cm至15cm，每次改变1cm。测量同一截面不同点的流体速度工程力学实验（2）测速截面图 样机内流体的均匀性检测工程力学实验（2）距离(cm)压差(Pa)平均

4、值(Pa)速度(m/s)1587978969677.63.97911214677687777873.8188131378676767776.83.7638631276777657786.73.7360851168676867666.63.7080991075678757566.33.622844975665676655.93.505947865656576565.73.4460127656667666663.535534667676666656.13.564875576656667676.23.593976467676776666.43.651484376776766766.53.679926

5、6767567766.33.622844186757676566.33.622844056656576565.73.44601230Hz时测点-风速关系 样机内流体的均匀性检测工程力学实验（2） 样机内流体的均匀性检测工程力学实验（2）距离(cm)压差(Pa)平均值(Pa)速度(m/s)1510989911101289119.644.480598141089998101199119.364.4167381391010108711891089.094.3519411210117881081089119.094.351941118101081098981178.914.30820210101299

6、119101198109.824.5226791010121011121210131110114.787136811101310911101211111210.94.767313711101310911101211111210.94.7673136101011910912119101210.34.626177510111211119121110101110.74.7274184101111911910812111110.34.6261773111011991191181099.824.5226721110811911109811119.914.5435619810111071010111099

7、.554.459413091091291211710789.454.43812740Hz时测点-风速关系表 样机内流体的均匀性检测工程力学实验（2） 样机内流体的均匀性检测工程力学实验（2） 计算测量截面上各测点处气流速度与该截面气流平均速度的均方根偏差可得 3.81%5%，在允许偏差范围内。检测结果 样机内流体的均匀性检测工程力学实验（2）实验内容试验样机尺寸测量样机内流体的均匀性检测样机内流体的稳定性检测样机内流速与送风口压降大小的关系工程力学实验（2） 样机内流体的稳定性检测 测量同一位置不同时间点的流体流速，以判断流体的流速是否稳定。以5分钟为时间间隔进行测量，记录数据10组以上。风机

8、频率为40Hz条件下，对提升段气流稳定性进行了检测分析。将毕托管置于气流提升段中心处，每 5分钟测量一次。实验原理工程力学实验（2）时间（min）16111621263136414651压差（Pa）1098991110128911速度（m/s)4.5644.334.0824.334.33014.78714.564454.08254.334.787136 样机内流体的稳定性检测流体稳定性检测数据 将表中测量得到的气流速度进行平均，可以得到提升段气流平均速度为4.787m/s,流速度的相对波动量为 4.47%，由此可知，提升段气流稳定性满足技术要求。工程力学实验（2）检测结果： 计算各个不同位置的

9、速度方差，发现压差随时间小范围波动，在实验允许的波动之内。 样机内流体的稳定性检测工程力学实验（2）实验内容试验样机尺寸测量样机内流体的均匀性检测样机内流体的稳定性检测样机内流速与送风口压降大小的关系工程力学实验（2）样机内流速与送风口压降大小的关系送风装置的送风量可由变频器通过控制调节频率来控制。通过直流测压仪测量送风口处两点的压降，用毕托管测量一定位置的风速，通过改变频率来观察记录两者的变化。频率变化从5Hz至50Hz，每5Hz测量一次。实验原理工程力学实验（2）频率（Hz）5101520253035404550压差（Pa）2510172638546885107风速V（m/s)6.45 1

10、0.21 14.43 18.82 23.27 28.14 33.54 37.64 42.08 47.21 流量(m3/s)0.27 0.43 0.61 0.79 0.98 1.18 1.41 1.58 1.77 1.98 流速与压降关系表样机内流速与送风口压降大小的关系工程力学实验（2）样机内流速与送风口压降大小的关系工程力学实验（2）检测结果： 由图可以看出，流量和送风口压降基本呈抛物线关系。样机内流速与送风口压降大小的关系工程力学实验（2）研究结果及讨论分析均匀性 分析数据可得，在频率固定，我们发现各点间速度会有浮动，但最大速度与最小速度之差也在0.5m/s以内。气流平均速度的均方根偏差3

11、.81%5%，在允许偏差范围内。所以均匀性满足要求。 工程力学实验（2） 对于在每个位置的测压点来说，我们每隔5分钟测一次数据，都测取10次以上。在这期间的几组数据上下浮动很小，基本上浮动在2Pa以内。可以看出，偏差比较小，在10%左右，满足实验要求。流速度的相对波动量4.47%，由此可知，提升段气流稳定性满足技术要求。所以稳定性满足要求。稳定性工程力学实验（2） 由上表中可以看出，当送风口压差逐渐增大时，风速V 逐渐增大。通过观察图（2.2.41），可以发现，流量与送风口压降大致呈抛物线关系，即P Q2流量与送风口压降关系工程力学实验（2） 经过本次试验我们从供丝机的最关键的三个参数上即供丝机内流体的均匀性、稳定性以及流量与送风口压降的关系