ЭМИ_4лаба / Лаба4

Сужающее устройство

m(стакана)=0.154 кг

T(воздуха)=22°С

Т(воды)=19°С

Диаметр отверстия в диафрагме, = 4,4 мм.

Диаметр трубопровода, = 7,9 мм.

Таблица 1

m, кг	t, с	h1, см	h2, см	Δh,см	Δр	Re	M, кг	G, кг/с	α
1,284	72,28	48,2	38,4	9,8	957,7	2520,946	1,13	0,0156	0,744
1,303	43,81	65,4	35,8	29,6	2892,7	4229,12	1,149	0,0262	0,718
1,293	31,5	90,7	31,5	59,2	5785,4	5830,643	1,139	0,0362	0,700
1,295	24,89	117,4	26,4	91	8893,0	7392,035	1,141	0,0458	0,716
1,279	21,61	142,6	21,7	120,9	11815,0	8394,619	1,125	0,0521	0,705

Определим массу собранной воды по формуле:

ΔM=m-m_ст ,

где m – масса воды со стаканом

m_ст – масса стакана

и занесем данные в таблицу 1

Определим массовый расход воды по формуле:

где – масса собранной воды, кг;

– интервал времени заполнения кружки, с.

и занесем данные в таблицу 1

Массовый расход связан с перепадом давления на диафрагме выражением

, (1)

где – массовый расход жидкости, кг/с;

– перепад давлений на диафрагме, Па;

– плотность жидкости, кг/м³;

– проходное сечение диафрагмы, м²;

– диаметр отверстия в диафрагме, м;

– коэффициент расхода (безразмерный)

Выразим из уравнения (1)

Найдем

=3.14*(4.4*10^-3)/4=15.2*10^-6 м²

Плотность воды при T=19°С

=998,43 кг/м³

Перепад давления на диафрагме рассчитывается по формуле

, (4)

где – перепад давления, Па;

– разность уровней воды в трубках дифманометра, м;

– ускорение свободного падения, м/с²;

, – плотности воды и воздуха в дифманометре, кг/м³.

При расчете перепада давления по формуле (4) значения плотности воды и воздуха следует брать при температуре окружающей среды.

Плотность воздуха при при T(воздуха)=22°С

=1.2 кг/м³

Ускорение свободного падения

g=9.8 м/с²

Подставив все значения в формулу (4) определим и занесем данные в таблицу 1

Теперь, зная, определим коэффициент расхода,подставив все значения вформулу (1)и занесем данные в таблицу 1

В общем виде коэффициент расхода выражается функциональной зависимостью

, (2)

где – относительная площадь сужающего устройства;

– проходное сечение трубопровода, м²;

– диаметр трубопровода, м;

– число Рейнольдса;

– средняя по сечению трубопровода скорость потока, м/с;

– кинематический коэффициент вязкости, м²/с.

Если среднюю скорость потока выразить через массовый расход, то формула для числа Рейнольдса запишется в виде

, (3)

где – динамический коэффициент вязкости, Пас.

Определим

кинематический коэффициент вязкости при Т(воды)=19°С

= 1,004*10^-6 м² /с

=1,004*10^-6*998,43=1,002*10^-3 Пас

Зная определим число Рейнольдса по формуле (3) и подставим данные в таблицу 1

По полученным данным построим график зависимости коэффициента расхода от числа Рейнольдса.

Ротаметр

В табл. 2 приводятся индивидуальные заводские градуировки ротаметров, выполненые при температуре воды 18 ºС.

Таблица 2

Заводские градуировки ротаметров

Отметка шкалы	0	20	40	60	80	100
Расход, л/ч, для ротаметров: РМ–4–0,16 ЖУ3	20	46	76	107	140	171

Таблица 3

Экспериментальные данные

	0	20	40	60	80	100
m, кг	1,32	1,297	1,323	1,337	1,337	1,324
M, кг	1,166	1,143	1,169	1,183	1,183	1,17
t, c	269,8	97,14	57,99	41,02	31,57	25,22

Таблица 4

Данные по градуировке ротаметра

Отметка шкалы	0	20	40	60	80	100
Расход массов. , кг/с	0,0043	0,0118	0,0202	0,0288	0,0375	0,0464
Расход объемн. , л/ч	15,6	42,4	72,7	104,0	135,2	167,3

Определим массу собранной воды по формуле:

ΔM=m-m_ст ,

где m – масса воды со стаканом

m_ст – масса стакана

и занесем данные в таблицу 3

Определим массовый расход воды по формуле:

где – масса собранной воды, кг;

– интервал времени заполнения кружки, с.

и занесем данные в таблицу 4

Определим объемный расход по формуле

И занесем данные в таблицу

Определим погрешность

Допускаемая основная погрешность ротаметров составляет ± 2.5% от номинальных пределов измерений.

Расчитаем ее по следующей формуле

Где - номинальное значение заводской градуировки

- экспериментальное значение градуировки

Полученные данные занесем в таблицу 5

	0	20	40	60	80	100
	20	46	76	107	140	171
	15,6	42,4	72,7	104,0	135,2	167,3
%	22	7.8	4.3	2.8	3.4	2.2

На основании полученных данных построим построить график зависимости расхода от значений отметок условной шкалы.