2. Методика проведения эксперимента и обработки результатов

Работа выполняется на экспериментальном участке, показанном на рис. 1.4. Сопло «четверть круга» имеет образующую, выполненную в форме четверти окружности. Его геометрические размеры показаны на рис. 1.4б. При d=25 мм и D=50 мм коэффициент расхода  = 0,830 в диапазоне Re = 330…250000 [1, с. 103].

Коэффициент расхода определяется при различных числах Re, которое изменяется за счет изменения расхода жидкости в экспериментальном участке. Расход изменяется вентилем 24. Опыт повторяется для 8…10 различных значений расхода при установившемся режиме работы. Для определения расхода установлен счетчик 26. Счетчик измеряет объем жидкости W, прошедшей через него за время . Измеряя объем и время по секундомеру 25, можно определить объемный расход через сопло:

Р ис. 6.1. Схема экспериментального участка и тарируемый расходомер:

I – трубопровод для измерения расхода; V – экспериментальный участок; 8 – манометр для измерения давления перед тарируемым соплом; 9 – манометр для измерения давления за тарируемым соплом; 13 – демпфер; 14 – задвижка; 15 – тарируемое сопло; 23 – вентиль для регулирования расхода; 25 – секундомер; 26 – счетчик воды; 27 – циферблат; 28 – камера; 30 – кольцевая щель для отбора давлений; 31 – кран для проливки соединительной трубки манометра

, м³/с, (1.5)

где W = 0,01 N – объем воды, м³;

N – число оборотов стрелки по циферблату счетчика за время измерения;

0,01 м³ – цена деления одного оборота стрелки;

 – время измерения, с.

Экспериментальный коэффициент расхода рассчитывается как

, (1.6)

где перепад напоров на сопле , м (1.7)

где р = Мm – перепад давлений на сопле, Па;

M – разность показаний манометров, деление;

m = 0,04 кгс/см² = 0,0498100 = 3924 Па – цена деления манометров.

Так как скорость , то согласно (1.3) число Рейнольдса

. (1.8)

Определив коэффициент расхода и число Рейнольдса, получим зависимость

(1.9)

2.1. Лабораторная работа выполняется в следующем порядке.

1. До начала лабораторной работы обслуживающий персонал проверяет заполнение баков водой, проверяет состояние установки и проливает манометры.

2. Пуск насоса производится при полностью закрытых вентилях 10, 14, 22, 23, 24 на всех четырех экспериментальных участках и задвижки 14 на напорной линии. Это соответствует режиму минимальной мощности для центробежного насоса 17.

3. После пуска насоса задвижка 14 и вентиль 24 плавно открываются, и в трубопроводе I создается ток жидкости для того, чтобы полностью удалить из насоса и трубопровода воздух.

4. Последовательно устанавливается открытие вентиля 24 (1 оборот, затем 1,25 и т.д. – см. протокол №1), что приводит к выходу на различные режимы работы. Производятся замеры показаний манометров 8, 9 и объема жидкости по счетчику 26 за определенное время по секундомеру 25 (например, 1 деление счетчика = 0,1 м3 = 100л. за время 30 секунд). Записывается температура воды по термометру 21.

5. Результаты заносятся в протокол испытаний (см. приложение – Лабораторная работа №1. Тарирование дроссельного расходомера)

6. Прикрывая задвижку так, чтобы перепад давления по манометрам уменьшился на 20%, опыт повторяется до закрытия задвижки. Это гарантирует получение тарировочной кривой во всем диапазоне, а не только при больших расходах.

7. По полученным значениям  и Re строится график  = f (Re) на координатной сетке, приведенной в протоколе. Значение  осредняется.

8. В логарифмических координатах строится тарировочный график расходомера. Для этого определяется объемный расход:

(1.10)

9. Если опытные данные имеют большой разброс из-за неточности замеров, то эксперимент следует повторить.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

1. Линия тока и ее свойства. Элементарная струйка и ее свойства.

2. Какие допущения приняты при выводе уравнения Бернулли для элементарной струйки?

3. В каких потоках изменения составляющих потенциальной удельной энергии по сечению потока подчиняется основному уравнению гидростатики?

4. Основные допущения при выводе уравнения Бернулли для потока реальной жидкости. Схема вывода уравнения Бернулли.

5. Как выглядят линии тока при движении жидкости через диафрагму, сопло и трубу Вентури? Как надо установить пьезометры, чтобы определить потерю энергии потока в расходомере?

6. Какие соображения учитываются при выборе типа дроссельного расходомера? Как влияет тип устройства на точность измерений, потери энергии, габариты прибора? Почему?

7. Выведите формулу для определения расхода через диафрагму.

14