Pho.rs: Компрессор

A1 ^4.50 Придумайте и опишите устройство, позволяющее накапливать и измерять объём воздуха, перекачиваемого по трубке компрессором за некоторый интервал времени.

Соберем установку, изображенную на рисунке 1. Для этого прикрепим к краю мерного стакана канцелярские клипсы, к основаниям которых подсоединим магниты. В одну из дужек канцелярской клипсы проденем конец выходной трубки компрессора. Наберем в стакан воду и в перевернутом состоянии опустим на дно контейнера с водой. Для того, чтобы стакан держался в таком положении без помощи рук, поставим контейнер на основание штатива. В этом случае магниты будут удерживать стакан.

Ответ:

Рис. 1. Схема установки для измерения объема воздуха.\

A2 ^2.60 Меняя напряжение, подаваемое на моторчик компрессора, измерьте зависимость производительности компрессора $p$ от частоты вращения вала моторчика $f$. Используйте диапазон напряжений от минимального, при котором моторчик стабильно вращается (около $0.6~В$) до $1.5~В$ включительно.

Подключим компрессор к питанию и одновременно запустим секундомер. Пузырьки воздуха начнут поступать из трубки в стакан, вытесняя из него воду. Дождемся того момента, когда воздух вытеснит из стакана $V = 250~\text{мл}$ воды, и выключим секундомер. Запишем измеренное секундомером время $t$ в таблицу. Рассчитаем производительность компрессора. Осветим поршень компрессора светом стробоскопа и найдем те частоты, при которых поршень в свете стробоскопа кажется застывшим в одном положении. Выберем из всех таких частот наибольшую. Запишем полученное значение частоты в таблицу. Заметим, что частота работы двигателя компрессора может немного изменяться во время измерений, поэтому может оказаться невозможным полностью остановить видимое положение поршня в свете стробоскопа, тогда выберем частоту вспышек такую, при которой поршень движется с наименьшей скоростью.

Ответ:

$f,~об/мин$	$U,~В$	$t_1,~с$	$t_2,~с$	$t_3,~с$	$t_{average},~с$	$p,~мл/с$
3900	1.50	8.00	7.60	7.50	7.69	32.51
3550	1.40	8.50	8.60	8.80	8.63	28.98
3250	1.30	9.10	9.20	8.50	8.93	28.01
3000	1.20	9.80	9.30	9.90	9.67	25.86
2600	1.10	10.20	10.30	10.60	10.35	24.15
2400	1.00	11.60	11.80	11.60	11.66	21.43
2100	0.90	12.40	12.90	12.50	12.62	19.80
1900	0.80	14.40	14.50	15.10	14.67	17.04
1600	0.70	18.70	19.00	18.90	18.88	13.24
1300	0.60	23.30	22.60	24.20	23.37	10.70

A3 ^0.90 Постройте график исследованной зависимости. Если описывать зависимость прямой пропорциональностью, определите угловой коэффициент аппроксимирующей прямой.

Ответ:

График зависимости производительности компрессора от частоты вращения вала его двигателя

A4 ^2.00 Кратко объясните, в чем состоит физический смысл углового коэффициента полученного графика. Как связана его величина с параметрами компрессора?

Видно, что полученная зависимость является прямой пропорциональностью с угловым коэффициентом
$$
v=0.52 ~\text{мл}.
$$

Ответ: Отношение производительности компрессора к частоте вращения двигателя имеет смысл объема воздуха, перекачиваемого компрессором в ходе одного цикла вращения двигателя. Тот факт, что зависимость является прямой пропорциональностью говорит о, независимости данного объема от частоты вращения двигателя.

Компрессор

Решение