Учебное пособие 800407

91

4. С помощью вентиля II и крана IV установить новый режим движения жидкости и вновь снять показания приборов. Опыт по-

вторить пять раз, увеличивая расход жидкости.

5. В каждом опыте необходимо измерить температуру жидкости,

по которой определяется коэффициент кинематической вязкости жидкости.

6.По данным опытов вычислить скорости в граничных сечениях

,определить коэффициенты местных сопротивлений и числа Рей-

нольдса.

7. По числу Рейнольдса и шероховатости труб определить коэф-

фициент гидравлического трения, а затем по формуле (2.29) вели-

для каждого местного сопротивления и отметить на них автомо-

дельные по числу Рейнольдса зоны.

9.Провести сравнение полученных величин КМС с расчетными

исправочными данными.

2.5.4.Порядок выполнения работы на ПЭВМ

1.Выполнить работы по п.п. 1-5, приведенным в 2.1.4.

2.Нажатием клавиши Tab переместить курсор в меню фай-

лов

Q BASIC и при помощи клавиши ↓ установить его на разделе

Л.р.5.bas.

3. Нажимая клавишу ENTER войти в файл программы Л.р.5.bas.

92

4. Для запуска программы Л.р.5.bas одновременно нажмите кла-

виши Shift и F5. На экране монитора откроется окно, содержащее информацию в соответствии с рис. 27.

5. На место мигающего курсора за знаком ? с помощью клавиа-

туры введите положение вентиля B II ( 1-5) и нажмите клавишу

ENTER.

Рис. 27. Содержание первого окна программы Л.р.5.bas.

6. После нажатия клавиши ENTER откроется второе окно про-

грамммы Л.р.5.bas (см.рис. 28), в котором можно наблюдать дина-

мику протекания лабораторного процесса, по окончании которого появится команда «нажмите клавишу пробел».

93

Рис.28. Содержание второго окна программы Л.р.5.bas.

7. После нажатия клавиши «пробел», откроется третье окно

(см.рис. 29) программы, в котором появятся результаты измерений физических величин, фиксируемые в соответствующих графах табл. 16 отчета по лабораторной работе.

Рис.29. Содержание третьего окна программы Л.р.5.bas.

8.Выполнить действия по п.п. 6 – 9 раздела 2.5.3.

9.По окончании проведения исследований выполните работы в соответствии с требованиями п.п. 12-15, приведенных в разделе

2.1.4.

2.5.5. Содержание отчета и его форма

Отчет по работе должен содержать основные сведения и форму-

лы, необходимые для выполнения данной работы. Графические за-

висимости f (Re) и lЭ f (Re) должны быть построены на миллиметровой бумаге. Результаты замеров и вычислений вносят в отчет в виде таблицы (см. табл. 16).

Таблица 16

Результаты замеров и вычислений

94

8.Внезапн.сужение трубопровода :

95

2.6. Тарирование расходной шайбы Цель работы - изучение устройств для определения расходов

жидкостей и газов.

Содержание работы - тарировка расходной шайбы и практическое освоение измерения расхода жидкости.

2.6.1. Теоретические основы Расходом называется количество жидкости, протекающее через

живое сечение потока в единицу времени. Это количество можно измерить в единицах объема, в весовых единицах или в единицах массы. В связи с этим различают объемный Q , весовой Q g и массовый QМ расходы.

Для элементарной струйки, имеющей бесконечно малую площадь сечения, можно считать истинную скорость V одинаковой во всех точках каждого сечения. Следовательно, для этой струйки объ-

96

емный (см3 / c), весовой ( Н / с) и массовый ( кг / с ) расходы оп-

ределяются уравнениями :

dQ V dS; dQ g gV dS; dQМ V dS,

где S - площадь живого сечения струйки.

Для потока конечных размеров скорость V имеет различные значе-

ния в разных точках сечения, поэтому расход надо определять как сумму элементарных расходов струек, т.е.

Q V dS.

S

Обычно в рассмотрение вводят среднюю по сечению скорость VСР Q/ S, откуда

Q VСР S.

Из последнего выражения для расхода жидкости следует, что при постоянной площади проходного сечения приемного преобразова-

теля расходомера объемный расход можно определять путем изме-

рения средней скорости VСР в этом сечении. Известно большое ко-

личество измерительных преобразователей различного принципа действия с рабочей характеристикой y f (VСР ), где y - выходной сигнал преобразователя расходомера. К ним относятся преобразо-

ватели переменного и постоянного перепада давления: тахометри-

ческие, электромагнитные, ультразвуковые, термометрические и другие.

Скоростные расходомеры нашли широкое применение при ис-

следованиях, их свойства хорошо изучены и подробно описаны в литературе.

Рассматривая более подробно расходомеры переменного перепа-

да давления, можно видеть, что они представляют собой элементы,

98

части отверстия диафрагмы находится в пределах ( 0,005 – 0,02 ) D.

Толщина диафрагмы Е не должна превышать 0,05 D. Если E e, то с выходной стороны цилиндрического отверстия выполняется ко-

ническая расточка. Измерение перепада давления осуществляется непосредственно у стенок диафрагмы с помощью отверстий (ниж-

няя часть рисунка) равномерно распределенных по окружности, или сплошных кольцевых щелей (верхняя часть рисунка). Для выравни-

вания величины перепада давления используются кольцевые каме-

ры, полости которых сообщаются с манометрическими трубками.

Размеры отверстий щелей и сечения кольцевой камеры стандарти-

зированы. Расчетная схема для определения расхода жидкости с помощью диафрагмы приведена на рис. 31. Диафрагма 1 установле-

на в трубопроводе 2. Диаметры трубопровода и отверстия диафраг-

мы соответственно равны D = 1,9 10 2 м и d = 10 2 м . Перед диа-

фрагмой и после нее установлены пьезометры 1 и 2. Возникающий перепад давления на диафрагме определенным образом связан с расходом. Для определения этой взаимосвязи будем считать, что в сечении 1 - 1 по-

Рис. 31. Расчетная схема диафрагмы

тока непосредственно перед сужением скорость потока равна V1 ,

давление p1 и площадь сечения S1 , а в сечении 2-2, т.е. в узком

99

шем для сечений 1-1 и 2-2 потока идеальной жидкости уравнение Д.

Бернулли и уравнение расхода в предположении равномерности распределения скоростей по сечениям :

тогда объемный расход жидкости будет равен :

В общем случае, с учетом реальных свойств жидкости расход определяют в соответствии с уравнением :

расходомера. Зная величину С и наблюдая за показаниями пьезо-

метров, можно найти расход в трубопроводе для любого момента времени, причем связь между H и QТЕОР получается параболиче-

ской.

100

2.6.2. Методика выполнения работы Лабораторная работа выполняется на приборе Д. Бернулли, опи-

сание которого дано в разделе 2.2.2., а расчетная схема приведена на рис. 19. При выполнении лабораторной работы используется экспериментально-теоретический метод с графическим представле-

нием результатов. Измерение расхода жидкости осуществляется двумя способами: путем измерения времени наполнения мерного бака известного объема (V = 3л) и с помощью диафрагмы, для кото-

рой определяют коэффициент расхода, устанавливающий взаимо-

связь расхода с показаниями перепада давлений в пьезометрах.

2.6.3.Порядок выполнения работы

1.Подсоединить исследуемый участок АВ трубопровода, пере-

крыв краны III, IV, V, VI и открыв краны VII и VIII.

6.Зафиксировать высоты Н поплавков в ротаметрах X и Y.

7.Перекрывая кран VIII добиться, чтобы разность показаний

пьезометров p10 / и p11 / изменилась на 10-15 см и повторить работы по п.п. 4, 5 и 6. Количество замеров при этом должно быть

не менее пяти.