Контрольные вопросы

1. Для каких гидравлических расчетов используют значение коэффициентов местных сопротивлений?

2. Каким способом определяют расход жидкости при выполнении данной лабораторной работы?

3. С какой целью при выполнении лабораторной работы снимают показания пьезометров?

4. От каких факторов зависят потери напора в кране?

5. От каких факторов зависит коэффициент сопротивлений крана?

6. От каких факторов зависят потери напора на внезапное расширение и внезапное сужение?

7. От каких факторов зависят коэффициенты местного сопротивления на внезапное расширение и внезапное сужение?

8. С какой целью в данной лабораторной работе можно воспользоваться уравнением Бернулли?

Лабораторная работа №6 Изучение способа измерения расхода воды по величине падения давления на мерной диафрагме

Цель работы: Изучение измерительной диафрагмы как прибора для измерения расхода жидкости, тарировка измерительной диафрагмы для жидкости методы измерения расхода, определение погрешности измерения расхода с помощью диафрагмы.

Теоретические основы

Расход - это физическая величина, определяемая количеством жидкости или газа, проходящих через трубу или русло в единицу времени. Различают объемный расход Q, когда количество вещества измеряется в объемных единицах, и массовый М, когда оно измеряется в единицах массы.

Наиболее распространенным методом измерения расхода в трубах является метод его измерения по переменному перепаду давления на сужающем устройстве. В трубу вставляется устройство, сужающее поток, например диафрагма - диск с отверстием. В месте сужения скорость потока возрастает и его кинетическая энергия увеличивается. Это вызывает уменьшение потенциальной энергии, которая определяется статическим давлением. Давление в суженном потоке меньше, чем давление в потоке до сужения. Разность давлений возрастает с увеличением скорости среды и служит мерой расхода. Сужающее устройство является преобразователем потока (или его расхода) в разность давлений. Разность давлений измеряется дифференциальным манометром, градуированным в единицах расхода.

В качестве сужающего устройства обычно используют так называемые нормальные сужающие устройства: нормальные диафрагмы, в соответствии с рисунком 6,а, нормальные сопла, в соответствии с рисунком 6,б, трубы Вентури, в соответствии с рисунком 6,в.

Рис. 6 - Схема сужающих устройств

Достоинства расходомеров с сужающими устройствами заключаются в их универсальности. Этими расходомерами можно измерять расход любых однофазных, а в ряде случаев и двухфазных сред. Они пригодны для измерения расхода в трубах практически любого диаметра и при любом давлении. Расходомер состоит из сужающего устройства, соединительных трубок и серийно выпускаемого дифференциального манометра, конструкция которого не зависит от измеряемой среды и расхода. Сужающее устройство рассчитывается по стандартной методике. Исходными данными являются условия измерения и входные данные дифференциального манометра. Сужающие устройства изготавливаются потребителем.

Основными недостатками расходомеров с сужающими устройствами являются нелинейная функция преобразования, малое отношение , обычно не превышающее 3, и затруднения при измерении пульсирующих и переменных расходов. Основная приведенная погрешность расходомеров этого типа не превышает 1-3%.

Для течения жидкости постоянной плотности расход через диафрагму связан с перепадом давления на диафрагме следующим соотношением:

.

Коэффициент К определяется на основе экспериментальной тарировки диафрагмы.