Описание экспериментальной установки
Схема экспериментальной установки представлена на рис. 4.1.
Рис. 4.1. Схема экспериментальной установки по
изучению гидравлического удара
Вода в напорный трубопровод 1 подается центробежным насосом 2 из резервуара 3. Для возможности получения гидравлического удара на трубопроводе установлена задвижка шиберного типа 4, приводящаяся в действие электромагнитным приводом и перекрывающая трубопровод в течение весьма короткого промежутка времени tз =0,06…0,07 с.
Ударное давление в трубопроводе фиксируется двумя датчиками, один из которых 5 установлен непосредственно перед задвижкой, а второй 6 — на расстоянии l =102,70 м от него.
Датчики представляют собой измерительные преобразователи давления НТ–2,5 МПа – 1 – 0,5%. При изменении давления в трубопроводе прогибается мембрана датчика, что изменяет его индуктивность, которая преобразуется в стандартный токовый сигнал и посредством аналого-цифрового преобразователя передается на пульт управления — персональный компьютер (ПК), в котором установлена программа записи хронограммы сигналов с датчиков.
Расход воды в трубопроводе до удара определяется с помощью расходомера 7.
Давление в трубопроводе при нормальном режиме его эксплуатации (без удара) р0 фиксируется стрелочным манометром 8.
4.3 Порядок проведения работы
Включая насос, создаем в трубопроводе установившееся движение воды. С помощью расходомера определяем расход, а, следовательно, и среднюю скорость в сечении трубопровода:
|
|
,где — площадь живого сечения трубопровода.
Одновременно по манометру измеряется нормальное давление р0 в трубопроводе.
Далее, включая привод задвижки, создаем гидравлический удар в трубопроводе. Процесс прохождения удара фиксируется на ПК в виде хронограммы изменения давления, представленной на рис. 4.2.
На этой хронограмме записаны величины ударных давлений перед задвижкой (первый датчик) и на расстоянии l=102,70 м от задвижки (второй датчик).
Обработка опытных данных
По полученной хронограмме определяются следующие величины:
скорость распространения ударной волны:
|
|
,где tд — время добегания ударной волны от первого до второго датчика;
величина ударного давления роп по первому датчику;
По формуле (4.1) определяется фаза удара t и сравнивается со временем закрытия задвижки tз.
Убедившись, что в нашем опыте имеет место прямой удар, т. е. tз t, вычисляем величину ударного давления по формуле (4.2), подставляя в нее теоретическое значение скорости распространения ударной волны, определяемое из формулы (4.3).
Рис. 4.2. Хронограмма изменения давления
Полученная расчетная величина р сравнивается с опытным значением роп.
Данные опытов и результаты их обработки заносятся в табл. 4.1.
Таблица 4.1
Результаты опытов по изучению гидравлического удара в трубопроводе
tз, |
Соп, |
роп, |
, |
р, |
С, |
|
с |
м/c |
кг/см2 |
м/c |
кг/см2 |
м/c |
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,Выводы
В выводах по работе следует дать объяснение расхождений между опытными и расчетными значениями р.