Лабораторний стенд і прилади

Принципова схема лабораторної установки представлена на рис. 4.1. Установка складається з напірної 1, мірної 2 та запасної 3 ємностей, з’єднаних між собою трубопровідною системою з вентилями 6, 7, 8, 9, 10. У схемі передбачений насос 5 для перекачки рідини (води) із запасної ємності 3 у напірну 1 з метою підтримки в ній певного рівня під час проведення експериментів.

Об’єми напірної, мірної та запасної ємностей відповідно складають 40, 40 і 60 літрів. Робочою ділянкою в наведеній схемі є сталева циліндрична труба 4 з внутрішнім діаметром d = 20 мм (0,02 м), у котру із напірної ємності 1 через профільний (конічний) елемент 14 потрапляє рідина (вода). На робочій ділянці встановлено два п’єзометри 11. Відстань між ними складає = 2,0 м, що й визначає довжину досліджуваної ділянки.

Для виміру температури рідини встановлено скляний спиртовий термометр 12. Рівень рідини у напірній ємності 1 контролюється за допомогою гідростатичного рівнеміра 13.

Налагоджувальні випробування стенда дозволили встановити, що його можливості дозволяють забезпечити режими, що відповідають тільки першій, другій та третій зонам опору течії рідини уздовж досліджуваної ділянки труби.

Проведення дослідження передбачають набуття певних навичок. Це пов’язано з тим, що для стійкого режиму перетікання рідини із напірної ємності 1 у мірну 2 на кожному із режимів роботи установки, слід забезпечити однаковий рівень рідини у напірній ємності. Дана умова досягається підстроюванням подачі насоса 5 за допомогою вентиля 9 при певному положенні вентиля 6. При цьому вентилі 7, 8 і 10 повністю відчинені.

Рис. 4.1. Принципова схема стенда для визначення гідравлічного тертя

циліндричних труб:

1 – ємність напірна; 2 – ємність мірна; 3 – ємність запасна; 4 – труба циліндрична (робоча ділянка); 5 – насос водяний; 6,7,8,9,10 – вентиль; 11 – п’єзометр; 12 – термометр; 13 – рівномір; 14 – елемент профільний.

Методика виконання роботи

При досягненні сталого режиму (про що свідчить постійний рівень рідини у напірній ємності 1), одночасно перекриваються вентилі 10 і 8 та вимикається насос 5. Після перетікання рідини з мірної ємності 2 у запасну

ємність 3 вентиль 7 повністю перекривається.

Схема підготовлена для проведення виміру на встановленому за допомогою вентиля 6 режиму роботи установки.

Описана процедура виконується для кожного з 8…10 досліджуваних режимів.

Кожен з режимів починається з того, що вмикається насос 5 і одночасно повністю відкриваються вентилі 9 і 10.

Після заповнення мірної ємності 2 до нижнього (відміченого) рівня виконуються такі виміри:

– час заповнення мірної ємності 2 до верхнього (відміченого) рівня (об’єм ) за допомогою секундоміру 13 , с;

і – надлишковий статичний тиск рідини за допомогою п’єзометрів 11 відповідно на вході у робочу ділянку та виході з неї, мм. вод. ст.;

– температуру рідини за допомогою термометра 12, °С.

Подальші досліди проводять аналогічним чином, послідовно зменшуючи відкриття вентиля 6 і виконуючи всі вище наведені процедури.

Усі вимірювані величини заносяться у протокол випробувань, представлений табл. 4.1.

Таблиця 4.1