11.3Схема установки
Основним елементом установки (Рисунок 14 .14) є короткий трубопровід 6 змінного перерізу (труба Вентурі), вмонтований в трубопровід 10. В двох місцях, як показано на рисунку, до трубопроводу 6 приєднані п’єзометричні (статичні) трубки 4 і 7 та динамічні трубки 5 і 8 для вимірювання статичного і динамічного напорів. Резервуар 2 служить для створення на початку трубопроводу 10 постійного напору, необхідно для подолання гідравлічних опорів при русі води. Рівень рідини в резервуарі контролюється за допомогою рівнеміра 1.
Рисунок 14.14 Установка для дослідження величини місцевої швидкості руху рідини
11.4Хід виконання досліду
11.4.1Напірний резервуар 2 наповнюється водою до контрольної мітки рівнеміра 1.
11.4.2Відкривається вентиль 3. Вентилем 9 встановлюється перший режим (максимальний або мінімальний).
11.4.3При сталій витраті і постійному рівні рідини в резервуарі 2 знімають покази рівнів в статичних і динамічних трубках.
11.4.4Вимірюють об’єм V і час його витікання .
11.4.5Заміряють температуру води в резервуарі 2.
11.4.6За допомогою вентиля 9 змінюють витрату рідини. Повторяють виміри пп. 11.4.3-11.4.5 для 5-6 режимів
11.5Обробка результатів досліджень
11.5.1Визначають фактичну витрату рідини об’ємним методом:
. (14.93)
11.5.2За формулою (14.2) визначають місцеву швидкість в потоці рідини у широкій і звуженій частині витратоміра.
11.5.3Розраховують середнє значення швидкості сер в більшому (d1 = 2,71 см) і меншому (d2 = 1,57 см) перерізах:
. (14.94)
11.5.4Розраховують кінематичну в’язкість води в залежності від температури t.
11.5.5Розраховують число Рейнольдса. Порівнюють значення місцевої швидкості і середньої швидкості (при ламінарному режимі u = 2сер, при турбулентному u > сер).
11.5.6Розраховують коефіцієнт витратоміра із співвідношення (14.3), в якому h = hc(1) – hc(2):
. (14.95)
11.5.7Будують графік
тарувальної характеристики витратоміра
Вентурі:
.
В координатах Qф-
– це пряма лінія, яка розміщена під
кутом до осі
абсцис (
),
для якого
.
Враховуючи вибрані масштаби, за величиною кута розраховують коефіцієнт витратоміра . Порівнюють це значення з величинами розрахованими за формулою (14.6).
При коректному проведенні дослідів коефіцієнт витратоміра знаходиться в межах 0,961.
Таблиця 14.13 – Протокол даних вимірювань
№ досліду |
Покази п’єзометрів, см |
Різниця рівнів п’єзометрів, см |
Об’єм рідини V, см3 |
Час витікання , с |
Температура рідини t, °C |
|||||
в більшому перерізі |
в меншому перерізі |
|||||||||
hд(1) |
hc(1) |
hд(2) |
hc(2) |
hд(1) |
hд(2) |
h |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 14.14 – Протокол розрахунків
№ досліду |
Витрата рідини Qф, см3/с |
В більшому перерізі |
В меншому перерізі |
Коефіцієнт витратоміра |
|||||
швидкість, см/с |
Re1 |
швидкість, см/с |
Re2 |
||||||
місцева u1 |
середня 1сер |
місцева u2 |
середня 2сер |
за формулою (14.6) |
з графіка |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.6Контрольні запитання
11.6.1Що таке місцева і середня швидкість руху рідини?
11.6.2Яке співвідношення між осьовою і середньою швидкістю руху рідини при ламінарному режимі течії?
11.6.3Рівняння нерозривності для потоку змінного перерізу.
11.6.4Як міняється питома кінетична і потенціальна енергія для горизонтального потоку, що звужується (розширюється)?
11.6.5Чи можна за величиною теоретичної швидкості визначити фактичну витрату рідини?
11.6.6Що собою представляє трубка Піто?
11.6.7Яку витрату рідини можна розрахувати при відомій різниці рівнів в трубці Піто і п’єзометрі?