Обработка результатов эксперимента

Расчет величин, заносимых в таблицу, проводится по формулам, приведенным ниже.

Расход жидкости определяется по формуле: , (9)

где Q расход жидкости;

W показания водомера;

tвремя отсчета.

Напор насоса определяется по формуле (1).

Таблица

Результаты опытов

N п/п

Наименование измерений

Размерность

Опыты

1

2

3

4

5

6

Определение производительности насоса

1

Показания водомера , W

м3

2

Время отсчета , t

с

3

Расход жидкости , Q

м3/c

Определение напора насоса

4

Показания манометра , Pм

МПа

5

Показания вакуумметра, Рв

МПа

6

Напор насоса, Н

м

Определение мощности, потребляемой насосом

7

Показания амперметра , I

А

8

Показания вольтметра , U

В

9

Мощность, потребляемая эл. двигателем , Nэл

Вт

10

Мощность, потребляемая насосом , N

Вт

Определение КПД насоса

11

Полезная мощность насоса , Nп

Вт

12

КПД насоса , 

Определение кавитационного запаса

13

Температура воды , t

0С

14

Давление насыщенных паров воды , РНР

МПа

15

Кавитационный запас, hкав

м

Определение погрешности эксперимента

16

Относительная погрешность определения расхода,

17

Относительная погрешность определения напора,

Мощность, потребляемая электродвигателем, определяется по формуле:

, (10)

где Iпоказания амперметра;

Uпоказания вольтметра.

Мощность, потребляемая насосом, определяется по формуле:

, (11)

где  _элКПД электродвигателя. В данной работе принять _эл =0,86

Полезная мощность насоса и КПД определяются по формулам (3) и (4).

Кавитационный запас насоса определяется по формуле ( 8 ). Плотность воды и давление насыщенных паровР_нп приведены в приложении.

О п р е д е л е н и е п о г р е ш н о с т и э к с п е р и м е н т а

Случайными погрешностями пренебрегаем и рассмотрим только систематические погрешности.

Погрешность расхода жидкости определяется как погрешность косвенных измерений.

Согласно выражению (9), относительная погрешность определения расхода составит:

, (12)

где через обозначены абсолютные ошибки измерения отдельных величин, входящих в выражение ( 9 ).

В данной работе экспериментально измеряется время прохождения через расходомер заданного объема жидкости и её температура.

Время измеряется секундомером, абсолютная ошибка измерения составляет 0,5 с.

Погрешность измерения объема воды, прошедшей через водомер определяется в соответствии с паспортом прибора.

Погрешность расчета напора насоса определяется как погрешность косвенных измерений. Погрешностью в определении плотности и ускорения свободного паденияgпренебрегаем.

Погрешность в определении напора в соответствии с выражением (1) составит:

, (13)

где через обозначены абсолютные ошибки измерения отдельных

величин, входящих в выражение (1).

Погрешность измерения давления зависит от класса точности манометра и вычисляется по формуле:

, (14)

где P_maxмаксимальное значение шкалы прибора;

К класс его точности

Погрешность в определении h ₀составляет0.5 см. Погрешность остальных величин определяется аналогично.

По результатам расчетов строятся графики зависимости напора, мощности, КПД насоса и кавитационного запаса от подачи (рис. 3).

В настоящее время, все чаще, графических зависимостей, построенных "от руки", становится явно недостаточно.

Для расчетов более удобно использовать аналитические зависимости напора, мощности, КПД и кавитационного запаса от подачи насоса. График характеристики центробежного насоса может быть аппроксимирован полиномом второй степени. Например: . (15)

Обработка результатов эксперимента и получение аппроксимирующих зависимостей напора, мощности, КПД и кавитационного запаса от подачи насоса производится на компьютере в компьютерном классе в программе Excel.