Головна сторінка Випадкова сторінка
КАТЕГОРІЇ:
АвтомобіліБіологіяБудівництвоВідпочинок і туризмГеографіяДім і садЕкологіяЕкономікаЕлектронікаІноземні мовиІнформатикаІншеІсторіяКультураЛітератураМатематикаМедицинаМеталлургіяМеханікаОсвітаОхорона праціПедагогікаПолітикаПравоПсихологіяРелігіяСоціологіяСпортФізикаФілософіяФінансиХімія
Схема установки
Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 839
|
|
Основним елементом установки (Рисунок 14.1) є короткий трубопровід 6 змінного перерізу (труба Вентурі), вмонтований в трубопровід 10. В двох місцях, як показано на рисунку, до трубопроводу 6 приєднані п’єзометричні (статичні) трубки 4 і 7 та динамічні трубки 5 і 8 для вимірювання статичного і динамічного напорів. Резервуар 2 служить для створення на початку трубопроводу 10 постійного напору, необхідно для подолання гідравлічних опорів при русі води. Рівень рідини в резервуарі контролюється за допомогою рівнеміра 1.
Рисунок 14.1 Установка для дослідження величини місцевої швидкості руху рідини
14.4 Хід виконання досліду
14.4.1 Напірний резервуар 2 наповнюється водою до контрольної мітки рівнеміра 1.
14.4.2 Відкривається вентиль 3. Вентилем 9 встановлюється перший режим (максимальний або мінімальний).
14.4.3 При сталій витраті і постійному рівні рідини в резервуарі 2 знімають покази рівнів в статичних і динамічних трубках.
14.4.4 Вимірюють об’єм V і час його витікання t.
14.4.5 Заміряють температуру води в резервуарі 2.
14.4.6 За допомогою вентиля 9 змінюють витрату рідини. Повторяють виміри пп. 14.4.3-14.4.5 для 5-6 режимів
14.5 Обробка результатів досліджень
14.5.1 Визначають фактичну витрату рідини об’ємним методом:
. (14.4)
14.5.2 За формулою (14.2) визначають місцеву швидкість в потоці рідини у широкій і звуженій частині витратоміра.
14.5.3 Розраховують середнє значення швидкості uсер в більшому (d1 = 2,71 см) і меншому (d2 = 1,57 см) перерізах:
. (14.5)
14.5.4 Розраховують кінематичну в’язкість води n в залежності від температури t.
14.5.5 Розраховують число Рейнольдса. Порівнюють значення місцевої швидкості і середньої швидкості (при ламінарному режимі u = 2uсер, при турбулентному u > uсер).
14.5.6 Розраховують коефіцієнт витратоміра m із співвідношення (14.3), в якому Dh = hc(1) – hc(2):
. (14.6)
14.5.7 Будують графік тарувальної характеристики витратоміра Вентурі: 
. В координатах Qф- 
– це пряма лінія, яка розміщена під кутом a до осі абсцис ( ), для якого 
.
Враховуючи вибрані масштаби, за величиною кута a розраховують коефіцієнт витратоміра m. Порівнюють це значення з величинами розрахованими за формулою (14.6).
При коректному проведенні дослідів коефіцієнт витратоміра знаходиться в межах 0,96¸1.
Таблиця 14.1 – Протокол даних вимірювань
| № досліду | Покази п’єзометрів, см | Різниця рівнів п’єзометрів, см | Об’єм рідини V, см3 | Час витікання t, с | Температура рідини t, °C | |||||
| в більшому перерізі | в меншому перерізі | |||||||||
| hд(1) | hc(1) | hд(2) | hc(2) | Dhд(1) | Dhд(2) | Dh | ||||
Таблиця 14.2 – Протокол розрахунків
| № досліду | Витрата рідини Qф, см3/с | В більшому перерізі | В меншому перерізі | Коефіцієнт витратоміра m | |||||
| швидкість, см/с | Re1 | швидкість, см/с | Re2 | ||||||
| місцева u1 | середня u1сер | місцева u2 | середня u2сер | за формулою (14.6) | з графіка 
| ||||
14.6 Контрольні запитання
14.6.1 Що таке місцева і середня швидкість руху рідини?
14.6.2 Яке співвідношення між осьовою і середньою швидкістю руху рідини при ламінарному режимі течії?
14.6.3 Рівняння нерозривності для потоку змінного перерізу.
14.6.4 Як міняється питома кінетична і потенціальна енергія для горизонтального потоку, що звужується (розширюється)?
14.6.5 Чи можна за величиною теоретичної швидкості визначити фактичну витрату рідини?
14.6.6 Що собою представляє трубка Піто?
14.6.7 Яку витрату рідини можна розрахувати при відомій різниці рівнів в трубці Піто і п’єзометрі?
1.
Гідравлічний удар в трубах
14.7 Мета роботи
Експериментальне визначення величини підвищення тиску при раптовій зупинці потоку і вивчення його зміни в часі.
14.8 Загальні положення
Гідравлічний удар – це фізичне явище, підвищення або пониження тиску в трубопроводі, викликане зміною швидкості течії рідини при раптовому відкритті або закритті засувки. Зародившись біля засувки хвиля гідравлічного удару розповсюджується вздовж трубопроводу з швидкістю звуку в даному середовищі. Під середовищем слід розуміти не тільки рідину з її заданими фізичними властивостями (густиною 
і модулем об'ємної пружності рідини K), а й трубопровід з його геометричними розмірами (діаметром d і товщиною стінки 
), а також модулем пружності матеріалу труби Е.
З фізичної точки зору гідравлічний удар є коливним процесом переходу кінетичної енергії рухомої рідини в потенціальну енергію стиснутої рідини і пружно деформованого трубопроводу.
14.9 Будова експериментальної установки
Установка складається з резервуара 1, вхідного вентиля 4, напірного трубопроводу 2, електричного клапана 3, встановленого в кінці трубопроводу (Рисунок 15.1). Витрату рідини вимірюють об'ємним методом, для чого використовують мензурку 6, що знаходиться в колодязі 5.
Величину тиску і його зміну фіксують візуально по взірцевому манометрові 7 або мановакуумметрові.
Рисунок 15.1
14.10 Хід роботи
14.10.1 Відкрити вентиль 4 і електромагнітний клапан 3.
14.10.2 Встановити і підтримувати протягом виконання роботи сталий рівень рідини в резервуарі 1.
14.10.3 Через 1-2 хвилини 3-5 разів виміряти об'єм рідини Vі за час 
для визначення витрати рідини.
14.10.4 Ввімкнути електромагнітний клапан 3 і секундомір одночасно.
14.10.5 Записати час появи підвищеного тиску, його величину, кількість і величину згасаючих коливань стрілки манометра (мановакуумметра), а також тривалість видимих імпульсів.
14.10.6 Операцію п.1.4.5 повторити 4-6 разів.
14.10.7 Результати замірів занести в протокол роботи.
Таблиця 15.1 – Протокол даних дослідів і розрахунків
| Вимірювані величини | Розрахункові величини | |||||||
| Об`єм води, Vі см3 | Час витікання ti, с | Температура води t, °С | Величина підвищення тиску, Па (кгс/см2) | Час появи першого удару, с | Кількість і тривалість ударів | Швидкість ударної хвилі, м/c | Час фази удару, с | Величина підвищення тиску, Па |
14.11 Задані величини
14.11.1 Модуль об'ємної пружності води 
H/м2.
14.11.2 Модуль пружності матеріалу стінок трубопроводу 
H/м2.
14.11.3 Довжина трубопроводу, внутрішній діаметр і товщина стінки задаються викладачем.
14.12 Розрахункові величини
14.12.1 Лінійна швидкість потоку
, м/c. (15.1)
14.12.2 Швидкість ударної хвилі
. (15.2)
14.12.3 Час фази удару
. (15.3)
14.12.4 Величина підвищення тиску, припускаючи, що гідравлічний удар прямий, за формулою Жуковського
. (15.4)
14.12.5 Порівняти величину виміряного підвищення тиску з розрахунковою. Якщо 
, то удар непрямий, тобто 
. При непрямому ударі підвищення тиску визначають з пропорції
. (15.5)
14.12.6 Якщо відхилення 
і 
не перевищує 5 відсотків, то вважати, що удар прямий.
14.13 Контрольні запитання
14.13.1 Що називається гідравлічним ударом?
14.13.2 Як визначити – прямий, чи непрямий гідравлічний удар?
14.13.3 Напишіть рівняння для розрахунку підвищення тиску при прямому і непрямому гідравлічному ударах.
14.13.4 Що називається фазою гідравлічного удару?
14.13.5 Назвіть методи боротьби з наслідками гідравлічного удару.
Лабораторна робота № 15
Дослідження процесу витікання рідини з посудин через отвори і насадки при постійному напорі
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Мета роботи | | | Регіональна автоматизована система централізованого оповіщення (РАСЦО). |