книги из ГПНТБ / Калинушкин М.П. Гидравлические машины и холодильные установки учебник

Г л а в а VII

ИСПЫТАНИЕ НАГНЕТАТЕЛЕЙ

костными манометрами, так как пружинные приходится периоди­ чески тарировать.

При измерении же больших давлений (более 1 ат) целесооб­ разнее применять пружинные манометры. Меньшее давление про­ ще, нагляднее и точнее измерять жидкостными манометрами, пред­ ставляющими собой сообщающиеся сосуды (трубки), залитые ртутью, водой или спиртом (рис. VII.1).

Давление, измеряемое жидкостными манометрами, вычисляют по формуле

А р = # т ,

где Н — разность уровней жидкости в трубках; у — объемный вес залитой жидкости.

Весьма малые давления (р< 200 кГ/м2) измеряют микромано­ метрами (рис. VII.2), в которых одно колено для получения более точных отсчетов делают наклонным, а другое 'заменяют достаточ­ но емким резервуаром, изменением уровня в котором можно пре­ небрегать. Замеренные давления рекомендуется приводить к нор­ мальным атмосферным условиям.

151

При измерении мйлых давлений отсчеты по шкале микромано­ метра (h, ho) удобнее брать в миллиметрах, а не в метрах, т. е. с изменением масштаба в 1000 раз. Тогда, чтобы сохранить обыч­ ную размерность давления р в кГ/м2, следует и объемный вес за­ литой жидкости у жпринимать с изменением объема в 1 0 0 0 раз, т. е. не в кГ/м3, а в т/м3.

1515

—10 10

5 5

€О а

55 5

—10 10

15_Р =

1

Рис. VI 1.1. Жидкостный манометр

Для аэродинамических измерений давления удобнее всего пользоваться жидкостными манометрами, залитыми ртутью или

рить непосредственно объемным или весовым способом (при по­ мощи мерных баков, газовых и водяных часов) или определять его умножением предварительно измеренной средней скорости на пло­ щадь проходного сечения L — vcpF.

Среднюю скорость измеряют при помощи крыльчатых механиз­ мов или по перепаду давлений.

Крыльчатый прибор для измерения средней скорости газов называют анемометром (рис. VII.3), а скорости капельных жид­

152

костей — вертушкой, причем среднюю скорость определяют по формуле

П

^ c p === i ^ т»

где- t — время измерения;

п — число оборотов крыльчатки за это время; .

кг — тарировочный коэффициент, значение которого устанав­ ливают при специальном испытании прибора.

Скорость можно также определять по разности давлений, изме­ ряемой диафрагмами, напорными трубками, трубками Вентури.

Диафрагма представляет собой пластинку с отверстием, встав­ ляемую поперек потока в трубопровод (рис. VII.4). Диафрагма поджимает поток, перед и за ней создается перепад статических давлений Ар. Среднюю скорость потока определяют по формуле

^ср = *т ]/'■ у Ьр.

Значение коэффициента к' зависит от отношения диаметра от­

верстия диафрагмы к диаметру трубопровода, в котором она уста­ новлена, и от профиля отверстия. Этот коэффициент определяют испытаниями (тарировкой). Для нормальных диафрагм, т. е. диаф­ рагм, выполненных в строгом соответствии с нормативами, значе­ ния к определяют при помощи специальных таблиц.

153

Расход газа через данный трубопровод с диафрагмой будет равен

где F — площадь поперечного сечения трубопровода.

Диафрагму, создающую существенное сопротивление, можно заменить представляющими меньшее сопротивление трубками Вентури (рис. V1I.5), в которых из-за разности проходных сечений образуется значительная разность статических давлений.

(рис. VII.7).

Рис. VI 1.5. Трубка Вентури Рис. VII.6. Напорная трубка

О п р е д е л е н и е с р е д н е й с к о р о с т и ж и д к о с т и с п о ­ м о щь ю н а п о р н о й т рубки . Место измерений выбирают в наибольшем удалении от колен, тройников и других фасонных частей трубопроводов, способствующих искажению равномерности потока. В трубопроводах круглого поперечного сечения измерения можно производить по одной оси (диаметру), а при недостаточно выровненном потоке — по двум взаимно перпендикулярным диа­ метрам, осредняя результат.

По каждой оси динамическое давление измёряют напорной трубкой через 15—25 мм, но не менее чем в пяти точках.

В соответствии со значением измеренного в каждой точке дина­ мического давления рДІШ и объемного веса жидкости вычисляют скорость

по значениям которой в зависимости от места измерения по оси строят график — поле скорости (рис. VII.8 , кривая и).

154

Среднюю скорость течения жидкости можно определить мето­ дом графического интегрирования по формуле

R

где R — радиус поперёчного сечения трубопровода; ѵг— скорость на произвольном радиусе; г — произвольный радиус.

R

Интеграл \ v Trdr можно определить графически (рис. VII.8 ),

о

как площадь, ограниченную кривой, построенной на графике поля скорости в координатах г и ѵтг, где иг берется из поля скорости в зависимости от г. Если поле скорости симметрично, то построе­ ние и вычисление достаточно произвести для одного радиуса—■ левого или правого.

кой в 13 точках динамические давления рдПп. Вычисленные при объемном весе

На графике поля скорости выбираем произвольно по оси ординат масштаб для значении ѵгг и строим интегральные кривые г—ѵ,г. Подсчитываем, что под

-2

ѵср = д-р 0,045 = 9 м/сек.

155

При прямоугольном поперечном сечении трубопроводов ско­ рости измеряют в серединах разбиваемых квадратов площадью не

* чале всасывания устанавливают плавный коллектор, коэффициент местного сопротивления которого весьма незначителен и известен (для коллектора, профилированного по лемнискате, принимают Свх =0,02).

Далее в цилиндрическом трубопроводе, на расстоянии одного

в один калибр можно также оценить приведенным коэффициентом местного сопротивления

Если для сечения 0—0 перед коллектором и сечения 1—1 в ме­ сте измерения давления написать уравнение Д. Бернулли, то по­ лучим

Для воздуха при нормальных условиях (у= 1,2 кГ/м3) получаем

V = 3,96 У~Рк.

Тарировочный коэффициент прибора определяют в результате сопоставления скоростей (или расходов), полученных при измере­ нии в одном и том же потоке «по коллектору» и по устанавливае­ мому за ним прибору.

ей времени или тахометрами, позволяющими делать отсчет непос­ редственно. Действие тахометра основано на использовании цент­ робежной силы, отклоняющей стрелку по протарироваиной шкале (рис. VII. 10). На шкале обычно указывают числа оборотов в 1 ми­ нуту.

156

И з м е р е н и е м о щ н о с т и . Мощность нагнетателей в тех случаях, когда они имеют привод от электродвигателей трехфаз­ ного переменного тока, можно определить по формуле

Рис. VII.9. Измерение по

.коллектору

В этом случае N — мощность на колесе нагнетателя. Ввиду трудности учета всех указанных выше к. п.д. описанный метод да­ ет только приближенные результаты.

Мощность нагнетателей с вращающимся рабочим органом мож­ но определить динамометрическим путем. Для этой цели весьма

157

удобна конструкция динамометра (рис. VII.11), представляющего

При вращении нагнетателя, испытываемого таким динамомет­ ром, статор вместе с коромыслом воспринимает момент вращения и отклоняется в силу закона «Действие равно противодействию».

Приложенный к динамометру момент вращения измеряют про­ изведением плеча коромысла на уравновешиваемую нагрузку

M = lg.

Одновременно с измерением уравновешиваемой нагрузки опре­ деляют число оборотов и вычисляют соответствующую угловую скорость вращения (со=л/г:30). Мощность в кет на валу динамо­ метра будет равна

Мощность поршневых нагнетателей определяют снятием инди­ каторной диаграммы. Простейший индикатор (рис. VII.12) состоит

диаграмму. Последняя позволяет контролировать работу нагнета­ теля и определять его индикаторную мощность.

один ход.

158