Вывод расчетной зависимости

Формула Бернулли, связывающая скорость V, м/с истечения жидкости из отверстия в резервуаре с высотой уровня жидкости над ним (h):

V =m ; m = 0,6. (16.3)

За время dτ уровень жидкости в сосуде понизится на dh. Приравниваяобъемы вытекающей жидкости, рассчитанной через изменение объема в сосуде и через объем вытекшей воды при скорости истечения V, получим

dw = – pR²dh; dw = p×r²Vdτ = p×r²m ×dτ; (16.4)

–R²dh = m×r² ×dτ; dτ = – × . (16.5)

Интегрируем полученное выражение

τ = с – × ; (16.6)

где с – постоянная.

Постоянную (с) находим из начального условия.

При h=0 (полное опорожнение сосуда)

τ = , (16.7)

где p×R² = F– площадь основания сосуда.

Q=Fh₀; (16.8)

h₀ = (τ×m×r² /2R²)²;

r = d/2, a = gm²p²/32F;

Q = Fτ²m²r⁴2g/4R⁴;

Q = a×d⁴τ²;

где Q – объем вытекшей жидкости.

 

При g = 98см/с²; m = 0,6; R = 7,5см; d = 1,5 см

h_p = d⁴τ² = 0,018τ². (16,9)

Описание установки

Эксперимент проводится на установке, схема которой изображена на рис. 16.1. В днище вертикального цилиндрического сосуда диаметром D=15 см изготовлено отверстие диаметром d = 1,5 см, cвязанное со сливной канализацией. Для контроля результатов расчета установка имеет мерное стекло.

Заполнив ее на высоту h₀ и открыв сливной вентиль, можно по времени истечения жидкости до высоты h₁, равному τ, определить начальную высоту заполнения h₀. Расчетная величина h₀ контролируется результатом ее измерения.

 

Последовательность выполнения лабораторной работы

Перед выполнением работы необходимо ознакомиться с инструкцией и убедиться в исправности установки.

1. Закрыть вентиль слива и открыть вентиль наполнения сосуда установки.

2. После заполнения сосуда несколько более выбранной высоты h₀ =130 см, закрыть вентиль наполнения сосуда.

Слив

Наполнение

h2

D

d

h1

Рис. 16.1. Схема экспериментальной установки

3. Открыть вентиль слива. При прохождении уровнем жидкости отметки h₂=130 см включить секундомер. После достижения высоты слива h₁=30 смвыключить секундомер и результат отсчета времени по нему записать в протокол. Записать в протокол высоту уровня сливаемой жидкости, равную

h₀ = h₂–h₁=130–30=100 см.

4. Повторить результаты измерений пять раз.

5. Вычислить начальный уровень воды (h_p) в сосуде по формуле h_p = 0,018τ².

Все результаты записать в табл. 16.1

Таблица 16.1

Протокол испытаний

Параметр	Едини-цы измере-ния	Формула или способ определения	Результаты измерений	Результаты статистической обработки
					М	s
Начальная высота заполнения h1	м	измерение с переводом размерностей
Время опорожнения до высоты h1, t	с	измерение
Расчетный уровень, hр	м	hр=0,018×t2

лица 4.1

Контрольныевопросы

1. Какими факторами можно объяснить различия измерения и расчетов начальной высоты заполнения h₀?

2. Для каких целей можно использовать данный способ измерения объема жидкости?

3. Как практически реализовать этот способ измерения, если имеется сливной кран на емкости, а проходные сечения трубопроводов перед ним и после него известны?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №17

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПОРНО-РАСХОДНОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ НАСОСА

Цель работы: п овышение уровня знаний о характеристиках насосов и способов их получения, приобретение навыков экспериментального определения характе­ристик насосов.

Задачи работы:

1. Уяснить роль напорно-расходной характеристики насосов и способы её получения.

2. Определить напорно-расходную характеристику насоса.

Теоретическиеосновы

Все насосы подразделяются на две основные группы динамические и объемные.

В динамических насосах сообщение энергии жидкости осуществляется за счет воздействия гидродинамических сил на незамкнутый объем жидкости. В объемных насосах сообщение энергии жидкости осуществляется засчет периодического изменения замкнутого объема при попеременном сообщении его со входом и выходом насоса.

Динамические насосы в свою очередь подразделяются на лопастные и насосы трения.

К лопастным относятся центробежные и осевые насосы. В центробежных насосах движение жидкости осуществляется от центра к периферии, а уосевых – в направлении оси насоса.

Насосы трения осуществляют перемещение жидкости за счет сил трения и инерции. К этому типу насосов могут быть отнесены вихревые, шнековые, лабиринтные, червячные и струйные.

Группа объемных насосов включает в себя поршневые, плунжерные, диафрагменные, роторные различных типов, шестеренные и винтовые.

Работа насосов характеризуется его подачей, напором и КПД.

Подача насоса (расход жидкости), G– объем жидкости Q, перемещаемой в единицу времени t.

Напор Н насоса – давление, сообщаемое насосам перемещаемой жидкости.

КПД насоса (полный) – отношение полезной мощности N_nк потребляемой N.

Характеристиками насосов являются зависимости создаваемого ими напора (H) и КПД (h) от расхода жидкости (G) через них при постоянных оборотах (n) валов, т.е.

 

H=f(G) иh=f(G)при n=const.

 

Зависимость H=f (G) называется также напорно-расходной характеристикой насоса.

В настоящей работе исследуется напорно-расходная характеристика насоса.

Описание установки

Эксперимент проводится на установке, схема которой представлена на рис. 17.1.

Питающий бак 5 залит водой. Через краны 1, 10 из бака при помощи насоса 2 подастся вода по трубопроводу через регулирующую заслонку 7 и расходомер 8 снова в бак 5. При этом краны 11, 4 закрыты. Давление в напорной магистрали измеряется манометром 9, а количество жидкости, подаваемой насосом, определяется по расходомеру 8.

В данной насосной установке насосы находятся выше уровняводы в баке, поэтому при определении давления, создаваемого насосом в напорной магистрали, делают поправку. К значениям давления, отсчитанного по манометру, необходимо прибавить значение давления, нужное для поднятия жидкости на геометрическую высоту H (рис.17.1).

⇐ Предыдущая16171819202122232425Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: