Тарування витратомірного пристрою
Таруванням витратомірного пристрою називається перевірка його показань шляхом порівняння з показаннями еталонних приладів.
Для витратомірів із змінним перепадом тиску (наприклад, діафрагми) тарування полягає у знаходженні графічної залежності між витратою, виміряною ваговим (або об'ємним) методом, і показаннями диференціального манометра, встановленого на даному витратомірі, тобто в знаходженні залежності:
(2.11)
Тарування проводиться на спеціальному стенді (рисунок 2.4), що складається з трубопроводу 1 з встановленим витратоміром 2 (діафрагмою) і вентилем 3, диференційного манометра 4 та мірної посудини 5.
Рисунок 2.4 - Схема тарувального стенда.
Порядок виконання роботи
1. Відкривши максимально вентиль 3, промити трубопровід 1 і видалити з нього повітря.
2. За допомогою вентиля 3 встановити певну витрату рідини.
3. При сталому режимі виміряти об'ємним або ваговим методом витрату рідини.
4 Записати показання дифманометра.
5. Спостереження повторити до шести разів для різних витрат рідини.
6. Дані, отримані під час досліду, занести до таблиці 2.1.
7. Після виконання досліду отримані дані обробити і побудувати тарувальну криву у прямокутній системі координат.
Примітка - Якщо відомі величини параметрів х і к, то експериментальна крива зіставляється з теоретичною, розрахованою за формулою (2.10).
Таблиця 2.1 - Результати вимірювання та розрахунків
Показники |
Одиниці вимірю-вання |
Дослід |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Рівень у лівому коліні дифманометра, h1 |
см |
|
|
|
|
|
|
Рівень у правому коліні дифманометра, h2 |
см |
|
|
|
|
|
|
Різниця рівнів. h |
см |
|
|
|
|
|
|
Об'єм вимірюваної рідини, W |
см3 |
|
|
|
|
|
|
Час вимірювання, t |
с |
|
|
|
|
|
|
Витрата, Q |
см3/с |
|
|
|
|
|
|
Середня швидкість, V |
см/с |
|
|
|
|
|
|
Форма звіту
1. Назва лабораторної роботи.
2. Мета роботи.
3.Короткий опис способів вимірювання втрати та приладів, що використовуються для цього.
4. Опис будови та принципу дії дослідної установки.
5. Методика проведення досліду.
6. Необхідні розрахунки та відображення результатів виконання дослідної роботи.
7. Висновки з виконаної роботи.
Контрольні питання
1. Що таке витрата?
2. Які існують способи вимірювання витрати?
3. Як виражається об'ємна витрата через масову і вагову?
4. Що таке середня швидкість?
5. Принцип роботи витратомірних пристроїв із змінним перепадом тиску.
6. Будова найпоширеніших витратомірів із змінним перепадом тиску.
7. Що означає тарувати витратомірні пристрої?
8. Що таке стала витратомірного пристрою?
Лабораторна робота №3
ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЖИМІВ РУХУ РІДИНИ
Мета роботи: візуально визначити два режими руху: ламінарний і турбулентний; набути навичок обчислення для кожного з них числа Рейнольдса.
Короткі теоретичні відомості
Рух реальної рідини супроводжується втратами її енергії на подолання сил опору руху. Величина втрат енергії залежить за інших рівних умов від режиму руху.
Існує два режими руху рідини: ламінарний і турбулентний. Ламінарним (від лат. láminos - шар) називається режим, при якому струминки рідини в потоці рухаються шарами прямолінійними або плавно змінними траєкторіями, не змішуючись між собою. Сили внутрішнього тертя або в'язкості, що виникають між шарами при ламінарному русі, не дають виявлятися пульсаціям швидкості окремих частинок і їх переходу в сусідні шари.
Турбулентним (від лат. turbulentus - безладний) називається режим, при якому багатошаровість руху рідини порушена, з'являється пульсація швидкості (зміна вектора швидкості частинки рідини у часі), що викликає більш або менш інтенсивне перемішування частинок у потоці.
Експериментальні дослідження показали, що втрати енергії в потоці на подолання опору по довжині істотно залежать від режиму руху рідини, тому вивчення режимів і закономірностей, що їх визначають, має велике значення для практики.
Режим руху рідини визначається числом Рейнольдса:
(3.1)
де v - середня швидкість потоку;
l - лінійна характеристика потоку;
μ - коефіцієнт динамічної в'язкості;
ρ - густина рідини.
Для напірної труби круглого перерізу число Рейнольдса записується у вигляді:
(3.2)
де d - діаметр труби, м;
v - коефіцієнт кінематичної в'язкості, м2/с.
Для відкритих каналів лінійною характеристикою є гідравлічний радіус:
(3.3)
де ω - площа поперечного перерізу, м2;
χ - змочений периметр, м.
Отже, число Рейнольдса записується так:
(3.4)
Характерною ознакою ламінарного руху є переважаючий вплив дії сил в'язкості і незначний - сил інерції. Рух буде виключно стійким, поки інерційні сили малі. При відчутному впливі інерційних сил стійкість руху стає відносною.
За критерій режиму руху рідини приймається критичне число Рейнольдса (Rекр). Нижче вказаного значення всі збурення будуть гаситися силами в’язкості, і потік стає ламінарним. Якщо число Рейнольдса є вищим за це критичне значення, то сили інерції перевищують сили в'язкості, і рух стає турбулентним, тобто Re < Reкр є ознакою ламінарного режиму. Якщо Re > Reкp, режим течії є турбулентним з різною мірою турбулентності. Для круглих труб, якщо Reкp < 2320, і для відкритих потоків, якщо Re < 580, режим руху буде стійким ламінарним.
Однак, якщо усунути джерела збурення потоку (забезпечити плавний підхід потоку до труби, в якій проводиться дослідження), то при Red > 2320 режим може залишатися ламінарним, але не стійким. За таких умов досить невеликого збурення потоку, щоб режим з ламінарного перейшов у турбулентний.