Лабы / 3СбТГВ2_лаб4

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции

Лабораторная работа №4

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СОПРОТИВЛЕНИЯ

ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ»

по дисциплине

«Основы теплогазоснабжения и вентиляции»

Проект выполнил(а)		А.Р.
		(ФИО)
Студент(ка) группы		3-Сб(ТГВ)-2
Номер зачетной книжки
Подпись		Дата
Руководитель проекта		Мартьянова А.Ю.
		(ФИО)
Проект защищена с оценкой
(Дата и подпись преподавателя)

Санкт-Петербург

2025 г.

Цель работы:

Определить экспериментальным путем потери давления в вентиле и прямом угольнике; рассчитать коэффициент местного сопротивления вентиля и угольника при различных гидравлических режимах движения воды, характеристику сопротивления и проводимость вентиля и угольника.

Описание экспериментального стенда

Для определения коэффициента местного сопротивления вентиля используется экспериментальная установка, схема которой приведена на рис. 2, а общий вид - на рис. 3. На схеме и виде установки показаны точки отбора давлений (О1 – О8).

Лабораторная установка для определения коэффициента местного сопротивления запорно-регулировочной арматуры (рис. 2) состоит из двух участков трубопровода между отборами давления О3-О4 и О5-О6 одинакового диаметра и одинаковой длины; на участке О3–О4 установлен испытуемый вентиль.

Температура воды измеряется с помощью биметаллического термометра типа БТ3, а для определения расхода используется водосчетчик СГ-15 и секундомер.

Установка позволяет проводить исследования в большом диапазоне изменения расходов. Смена экспериментальных режимов производится изменением расхода теплоносителя.

Порядок проведения работы

Испытываемый вентиль устанавливается в открытое положение. Включается насос установки, задается расход воды и измеряются параметры:

• температура воды - t, ºС;

• показания пьезометра отбора давления О3 - h₃, мм;

• показания пьезометра отбора давления О4 - h₄, мм;

• показания пьезометра отбора давления О5 - h₅, мм;

• показания пьезометра отбора давления О6 - h₆, мм;

• показания пьезометра отбора давления О7 - h₇, мм;

• показания пьезометра отбора давления О8 - h₈, мм;

• начальные показания водосчетчика - v₁, м³;

• конечные показания водосчетчика (через 3 минуты) - v₂, м³.

Результаты измерений для 7 режимов (расходов воды) заносятся в таблицу 1.

Таблица 1

Результаты измерений

Показатели	Режимы
	1	2	3	4	5	6	7
Температура воды, t, ºС	25	25	25	25	25	25	25
Показания пьезометров отборов давления:
О1 - h1, мм;	-	-	-	-	-	-	-
О2 - h2, мм;	-	-	-	-	-	-	-
О3 - h3, мм;	0.485	0.443	0.344	0.277	0.21	0.166	0.145
О4 - h4, мм;	0.4	0.363	0.287	0.232	0.178	0.142	0.125
О5 - h5, мм;	0	0	0	0	0	0	0
О6 - h6, мм;	0	0	0	0	0	0	0
О7 - h7, мм;	0.362	0.331	0.261	0.213	0.161	0.13	0.115
О8 - h8, мм.	0.328	0.302	0.238	0.195	0.149	0.12	0.106
Начальные показания водосчетчика - v1, м3	133.5712	133.597	133.6213	133.6419	133.6579	133.6726	133.6861
Конечные показания водосчетчика - v2, м3	133.5959	133.6188	133.6397	133.6568	133.6711	133.6841	133.6963
Время измерения расхода, τ, с	120	120	120	120	120	120	120
Внутренний диаметр трубопровода, d, м	0.021

Обработка экспериментальных данных

1. Потери давления в вентиле определяются как разность статических давлений до вентиля и после него. Для исключения влияния на результаты замеров искаженного поля скоростей перед клапаном и после него предусматриваются при устройстве отборов давления прямые участки трубопровода. Поэтому необходимо также вычесть потери давления на трение в этих прямых участках.

Соответственно, потери давления в вентиле будут равны

где = 9,81 м/ с² – ускорение свободного падения.

Потери давления в прямом угольнике:

2. Скорость движения воды по трубопроводу

где – объемный расход воды, м³/с

d_в – внутренний диаметр трубопровода, м.

3. Физические свойства воды определяются по зависимостям:

- плотность

- кинематическая вязкость

где t – температура воды,

4. Коэффициент местного сопротивления вентиля

где P_д – динамическое давление потока, Па

здесь – плотность воды, определяемая по измеренной температуре воды t,

Коэффициент местного сопротивления угольника

5. Число Рейнольдса

где v - кинематическая вязкость воды, м²/с.

6. Результаты вычислений в и уг представить в табл.2 и в виде графика зависимости коэффициента местного сопротивления вентиля и угольника от числа Рейнольдса.

7. По зависимости (12) определяется удельное динамическое давление A

8. Рассчитываются и заносятся в табл. 2 значения:

- гидравлической характеристики вентиля и угольника

- проводимости вентиля и угольника

9. Сравнить полученные результаты с литературными данными. Для вентиля в каталоге указано значение в  3

10. Сделать заключение по работе.

Рис.3. График зависимости коэффициента местного сопротивления вентиля от числа Рейнольдса

Рис. 4. График зависимости коэффициента местного сопротивления угольника от числа Рейнольдса

Вывод:

Экспериментальным путем были определены потери давления в вентиле и прямом угольнике; рассчитаны коэффициент местного сопротивления вентиля и угольника при различных гидравлических режимах движения воды, характеристика сопротивления и проводимость вентиля и угольника.

Были произведены сравнения полученных данных с литературными значениями. Коэффициент местного сопротивления вентиля в при каждом из 7 режимов (расходов воды) превышает указанное в каталоге значение в  3. Это может означать возникновение более высоких потерь напора, чем предсказываются по стандартным значениям.