 |
Последовательность выполнения работы
|
|
|
|
Перед началом работы необходимо ознакомиться с данными методическими указаниями и проверить исправность установки.
1. Открыть кран слива 4.
2. Установить расход жидкости по счетчику воды 3, обеспечивающий максимальную разницу высоты столба жидкости между статическим и полным напорами.
3. Занести результаты измерений расхода 
и перепада столба жидкости h в протокол испытаний (табл. 13.1), повторить результаты измерений при одинаковом расходе жидкости не менее пяти раз.
4. Вычислить экспериментальные значения скорости течения жидкости 
для пяти измерений, по формуле:
Рис. 13.1. Схема экспериментальной установки
(13.3)
5. Вычислить расчетные значения расхода жидкости 
для пяти измерений, по формуле:
(13.4)
6. Выполнить статистическую обработку результатов измерения столба жидкости в сечениях установки.
7. По программе статистической обработки определить статистическую значимость различий расчетного и экспериментального расхода жидкости 
. Работа считается выполненной правильно, если различия расхода жидкости несущественны. Занести все результаты оценок в табл. 13.1.
Таблица 13.1
Протокол испытаний
| Параметр | Единица измерения | Формула обозначений | Значения показателей по сечениям установки | |||||
| Расход жидкости (экспериментальный) | л/мин |
| ||||||
| м3/с | ||||||||
| Диаметры проходных сечений | мм |
| ||||||
| Скорость потока | м/с | 
| ||||||
| Скоростной напор | мм вод.ст. | 
| ||||||
| h | ммвод.ст. | |||||||
| мм вод.ст. | ||||||||
| мм вод.ст. | ||||||||
| мм вод.ст. | ||||||||
| мм вод.ст. | ||||||||
| Среднее h | мм вод.ст. | M | ||||||
| Среднее квадратичное отклонение h | мм вод.ст. | s | ||||||
| Расход жидкости (расчетный) | м3/с | 
|
Контрольные вопросы
|
|
|
1. В чем заключается физическая сущность уравнения Бернулли?
2. Что такое «полное давление жидкости»?
3. Почему в сужающемся сопле давление, измеряемое по пьезометру, уменьшается?
4. Почему на графике результатов измеренное полное давление уменьшается?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14
ИССЛЕДОВАНИЕ РАСХОДА ЖИДКОСТИ С ПОМОЩЬЮСУЖАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Цель работы: повышение уровня знаний по теме «Уравнение Бернулли для движения жидкости по трубам» и приобретение практических навыков по измерению расхода жидкости одним из легко реализуемых практических способов.
Задачи работы:
1. Ознакомиться с общей теорией измерения расхода жидкости и, в частности, с помощью сужающих устройств.
2. Ознакомиться со способом приближенного тарирования простейших измерительных устройств.
Теоретические основы
Для измерения расхода жидкости или скорости ее движения по трубопроводам применяется большое количество разнообразных приборов и устройств. Как правило, они требуют создания специальных мерных участков трубопроводов, в которых устанавливаются приборы. В условиях эксплуатации машин и сооружений может возникнуть задача приближенного определения расхода жидкости без их существенной переделки для установки измерителей расхода (скорости). Во многих случаях приемлемое решение этой задачи может быть обеспечено использованием сужающих устройств. Они представляют собой либо дроссельную шайбу или диафрагму (рис. 14.1), либо плавно изменяющееся по проходному сечению сопло (рис.14.2). Возможны и другие формы сужающих устройств вплоть до использования вместо них достаточно простых местных сопротивлений, имеющихся в реальной магистрали.
|
|
|
Измеряя перепады статического давления на сужающем устройстве (DН), можно определить объемный расход жидкости (Q) по формуле:
Q = с 
, (14.1)
гдес–расходная характеристика сужающего устройства.
| c |
| S |
| a |
| 30…45o |
| d |
 |
а
| K |
| S |
| d |
| Q |
| b |
б
Рис. 14.1. Нормальное сужающее устройство – диафрагма
| Рис. 14.2. Нормальное сужающее устройство – сопло |
| S |
| S |
| S |
| S |
| r2 |
| r2 |
| r |
| r |
| d |
| d |
| d |
| d |
| D |
| b |
| a |
| e |
| e |
Описание установки
Зависимость (14.1) можно использовать для измерения расхода жидкости. Задача состоит лишь в том, чтобы определить характеристику (с) применяемого устройства. Ее можно найти двумя способами – экспериментально, путем тарировки данного устройства на стенде или рассчитать по приводимым далее зависимостям.
Для проведения лабораторной работы используется схема блока установки, представленная на рис. 14.3.
Жидкость, участвующая в автономном процессе, поступает из напорного резервуара, проходит через установку и при открытом кране 2 попадает в бочку для слива. По мере движения вода проходит трубопровод переменного сечения (квадратное или прямоугольное) 4 с прозрачной передней стенкой. Перепад статических давлений на сужающем устройстве измеряется жидкостными манометрами 1. Расход жидкости измеряется при помощи счетчика 3.
Размеры установки, необходимые в расчетах:
– для расходомера «сопло»: DТ= 28 мм; d0=8 мм; d0/ DТ = 0,29;
–размеры прямоугольного сечения трубопровода: а=8 мм; b= 28мм;
–размеры квадратного сечения трубопровода: а=8 мм; b= 8 мм.
|
|
|
