Материал: Практикум по напорной гидравлике и гидромашинам учебное пособие

После наполнения лабораторной установки водой станет доступным для изменения положения кран регулирования расхода воды.

Изменение расхода воды осуществляется с помощью левой и правой кнопок мыши. Вначале необходимо навести указатель мыши на кран изменения расхода воды (объект на экране отобразится ярким цветом) и в зависимости от требуемого действия (открытие или закрытие) нажать и удерживать левую или правую кнопку мыши (рис. 27).

Для изменения угла наклона трубопровода необходимо навести указатель мыши и кликнуть левой ее кнопкой по одной из трех отметок, обозначающих соответствующий угол наклона на специальном устройстве-транспортире (рис. 28).

Рис. 27. Изменение расхода воды с помощью мыши

Рис. 28. Устройство для изменения угла наклона трубопровода Измерение расхода воды в лабораторной установке осуществляется

путем замера времени наполнения мерного бака. Для перехода к замеру расхода воды следует навести указатель мыши на переливное устройство (объект на экране отобразится ярким цветом) и кликнуть левой кнопкой мыши (рис. 29).

Рис. 29. Устройство для перелива воды в мерный бак
После поворота переливного устройства на экране отобразится секундомер и начнется наполнение мерного бака водой (рис. 30). В зависимости от текущего расхода воды наполнение мерного бака осуществляется до определенной отметки – 10, 20, 40, 60 и 80 литров.

Рис. 30. Замер расхода воды
После наполнения мерного бака водой переливное устройство автоматически возвращается в исходное положение, а на экране отображается зафиксированное время наполнения и объем воды в мерном баке. Для выхода из режима замера расхода следует навести указатель мыши на циферблат секундомера и кликнуть левой кнопкой мыши.

Снятие показаний с пьезометров и скоростных трубок осуществляется с помощью миллиметровой шкалы на стенде (рис. 31), на котором закреплены семь пар стеклянных трубок. Каждая пара трубок включает пьезометр (левая трубка) и скоростную трубку (правая трубка).

Рис. 31. Пара измерительных трубок: пьезометр и скоростная трубка Точное снятие показаний с измерительной трубки осуществляется

путем наведения перекрестия (в центре экрана) в центральную точку свободной поверхности воды измерительной трубки. Колебания отметки жидкости в стеклянной трубке должны осуществляться в обе стороны (вверх и вниз) от перекрестия.

Измеренный расход воды, а также показания пьезометров и скоростных трубок заносятся в табл. 10 лабораторной работы.

Для сброса всех параметров лабораторной работы можно воспользоваться специальной функциональной кнопкой, расположенной в левом верхнем углу экрана. Для выхода из программы можно воспользоваться функциональной кнопкой, расположенной в правом верхнем углу экрана, либо нажав на клавишу ESCAPE. Выход из программы сопровождается контрольным диалоговым окном (рис. 32) подтверждения выхода (во избежание ситуации непреднамеренного выхода из программы).

Рис. 32. Диалоговое окно подтверждения выхода из программы

73

Таблица 10

Результаты измерений и вычислений по лабораторной работе № 9

№ п/п

Наименования и обозначения измеряемых и вычисляемых величин

Ед. изм.

Результаты измерений и вычислений

Номера сечений

–

I‒I

II‒II

III‒III

IV‒IV

V‒V

VI‒VI

VII‒VII

Геометрические высоты центров тяжести сечений z_i

Отметки уровней воды в пьезометрах, т. е. гидростатические напоры z_i + p_i/ρg

Отметки уровней воды в скоростных трубках, т. е. полные напоры H_i = z_i + p_i/ρg + U_i²/2g

Пьезометрические высоты h_pi =p_i/ρg

Скоростные высоты h_ui = H_i – (z_i + p_i/ρg)

Потери полного напора на пути между соседними живыми

сечениями ℎ_W_i−_i+1= ????_i − ????_i+1

Суммарные потери полного напора ℎ_W₍₁₋₇₎= ????₁ − ????₇

Расстояние между сечениями l_i

Объем воды в мерном баке W

_м3

Продолжительность наполнения объема в мерном баке t

Расход воды в трубопроводе Q=W/t

м³/с

Диаметр сечения d_i

Площадь сечения S_i = πd_i ²/4

_м2

Средняя скорость движения воды υ_i= Q/S_i

м/с

Скоростная высота, отвечающая средней скорости υ_i ²/2g

_????2 _????2

₂^????−₂^????

???? ????

Относительное отклонение скоростных высот ₂· 100

^????????

2????

Координата сечений по длине трубопровода

Основные контрольные вопросы к лабораторной работе № 9

Поясните геометрический смысл слагаемых уравнения Д. Бернулли.
Поясните энергетический смысл слагаемых уравнения Д. Бернулли.
Как называется коэффициент α, входящий в уравнение Д. Бернулли для потока реальной жидкости, что он учитывает, от чего зависит его величина и каков его физический смысл?
Объясните, чем обусловлены потери полного напора и каков их энергетический смысл.
Поясните, что понимают под термином «удельная энергия».
Объясните термины «местная скорость» и «средняя скорость» и укажите, как определяют эти скорости.
Поясните, что такое скоростная трубка (трубка Пито) и прибор Пито ‒ Прандтля.
Поясните, что такое линия полного напора и пьезометрическая линия; что будут представлять собой эти линии при равномерном движении реальной жидкости.
Что понимают под термином «живое сечение потока жид- кости»?
Охарактеризуйте движение жидкости на пути между сечениями

I‒I…VII‒VII, исходя из классификации движений жидкости.

Рекомендуемая литература к лабораторной работе № 9 [1–6].

Виртуальная лабораторная работа № 10

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТЕЙ В СЕЧЕНИИ КРУГЛОЙ ТРУБЫ
Вводная часть

Скорости потока жидкости в трубопроводах обычно вычисляют по скоростному напору, измеряемому по разности показаний скоростных трубок (трубок полного напора) и пьезометров.

На рис. 33 и 34 показаны схемы измерения скоростей с помощью угловой трубки полного напора. Трубка закреплена в державке, которая фиксируется в стержне цангой. Стержень перемещается радиально в корпусе координатника. Перемещения трубки отсчитывают по шкале на корпусе. Для повышения точности показаний установки трубки ограничитель снабжен нониусом.

Рис. 33. Изменение положения угловой трубки полного напора

Рис. 34. Измерительная шкала угловой трубки полного напора

Применяя трубки диаметром до 1 мм (внутренний диаметр 0,5 мм), можно проводить достоверные измерения на расстояниях от стенок в 2…3 мм. При меньших расстояниях возникают ошибки измерения из-за возрастания радиального градиента скорости и несимметрии обтекания трубки.

Для уменьшения влияния державки на поток, ее диаметр не должен быть больше 0,05 диаметра мерного сечения. При установке прибора необходимо тщательно выверить пространственную ориентацию трубки и точно зафиксировать на шкале координатника начальное положение трубки в центре мерного сечения.

Пьезометры подключаются к кольцевому выравнивающему коллектору, соединенному в нескольких точках периметра с трубопроводом (рис. 33). Дренажные отверстия в стенке должны иметь диаметр 1…4 мм и острые, тщательно зачищенные кромки, чтобы избежать появления местных деформаций потока, искажающих замеры.

При измерении больших скоростей воды, а также в трубах большого диаметра

, на консоль угловой трубки действуют значительные гидродинамические силы, которые могут вызвать отклонения и вибрации трубки. В таких случаях целесообразно пользоваться цилиндрической трубкой полного напора (диаметр трубки d = 3…5 мм, диаметр входного отверстия – 0,5…1 мм), которая имеет две опоры, расположенные диаметрально. При этом замер давления нужно производить в сечении, вынесенном перед трубкой на 2…4 ее диаметра, чтобы исключить влияние стеснения потока трубкой на замер напора.

Перепад h_U полного и пьезометрического напоров измеряется прибором Пито ‒ Прандтля. Если обнаруживаются значительные колебания показаний пьезометра (вызываемые пульсациями потока), перед ним в соединительных линиях устанавливаются демпфирующие устройства в виде дросселей различного типа, усредняющих значения h_U.

Скорость в точке замера

^{???? =}^???? ^2????ℎU^{, (48)}

где k – тарировочный коэффициент трубки, обусловленный влиянием на показания конструкции трубки и числа Рейнольдса Re.

Для угловых трубок полного напора в обычных уcловиях измерений (Re > 1 000) можно принимать k = 1.

Из-за большой инерционности прибора, измерения рассмотренным способом позволяют получать в турбулентном потоке только осредненные во времени значения местных скоростей. Измерения осредненных скоростей по осредненному прибором перепаду h_U связано с турбулентными пульсациями в потоке и возникающими от этого некоторыми погрешностями, которые, однако, невелики (менее 1 %).

Для измерения и контроля постоянства расхода на трубопроводе вне рабочего участка должно быть установлено расходомерное сужающее устройство (диафрагма и т. п.).

Чтобы обеспечить достаточную точность результатов, измерения скоростей следует производить в трубах диаметром не менее 50 мм.

Описание установки

Имитационная лабораторная работа выполнена в виде самостоятельной трехмерной графической программы. После запуска исполняемого файла лабораторной работы осуществляется загрузка графических элементов в память компьютера, по завершению чего на экране отобразится виртуальное пространство лабораторной работы (рис. 35)

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/4603

Смотрите также:







Изложение содержания дела, по которому приняты судебные постановления
_-___-~1
_1-тема-СтрМетал
_10_Эмиль Золя для эл версии