Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.
Построеніепьезометріческойі напірної ліній для трубопроводу змінного перерізу
Мета роботи: ознайомитися з пристроєм дослідної установки, побудувати по досвідченим даним напірну і пьезометрические лінії для трубопроводу змінного перерізу.
При сталому перебігу в'язкої нестисливої рідини в полі сил тяжіння рівняння Бернуллі, що виражає закон збереження механічної енергії потоку на ділянці між двома перетинами 1 і 2, має вигляд
Бернуллі п'єзометричний трубопровід
де - середня швидкість течії рідини в живому перетині потоку;
- коефіцієнт кінетичної енергії (коефіцієнт Коріоліса), що враховує нерівномірність розподілу швидкості в живому перетині потоку. При ламінарному режимі руху = 2; при розвиненому турбулентному режимі = 1,05 1,1. Для більшості технічних завдань зазвичай приймається = 1;
- тиск в центрі ваги розглядуваного перерізу потоку;
- втрата повного напору на подолання опорів на шляху між розглянутими перерізами 1 і 2 (рис. 1.1).
z - геометрична висота (напір) визначає висоту положення центра ваги живого перетину потоку над довільній горизонтальною площиною порівняння 0-0, характеризує питому (одиниці ваги рідини) енергію положення в поле сил тяжіння.
P / - пьезометрические висота (напір) відповідає гідростатичному тиску в даній точці потоку. Для вимірювання цього напору застосовуються п'єзометри (прямі тонкостінні трубки), в яких рідина піднімається на певну висоту. П'єзометричний натиск характеризує питому потенційну енергію тиску в даному перетині потоку.
Сума z + p / називається статичним напором.
- швидкісна висота (напір) визначає питому кінетичну енергію рідини в даному перетині потоку.
Для вимірювання суми напорів застосовується трубка Піто, носик якої загнутий назустріч потоку (рис. 1.1). Рівень рідини в цій трубці вище, ніж в пьезометр, тому що кінетична енергія руху рідини у носика трубки перетвориться в потенційну енергію додаткового стовпа висотою.
Графічна ілюстрація рівняння Бернуллі
I - пьезометрические лінія; II - лінія повного напору
Величина являє собою повну механічну енергію одиниці ваги рідини в даному перетині потоку і називається повним або гідродинамічним напором.
У цьому рівнянні кожен з членів має лінійну розмірність.
Лінія, проведена через кінці відрізків, що виражають повну питому енергію. називається напірної лінією. а лінія, проведена через кінці відрізків, що виражають питому потенційну енергію, називається пьезометрической лінією.
Опис дослідної установки
Дослідна установка складається з резервуара 12. заповненого водою, відцентрового насоса 13 з електродвигуном, витратомірного пристрої (лічильника рідини) 11. всмоктуючого 3 і напірного трубопроводів 4.
Напорная труба 4 після вентиля 8 переходить в трубопровід змінного перерізу 5. на характерних ділянках якого встановлені п'єзометри 1. зливний трубопровід з вентилем 6. Вакуумметр 9 і манометр 10 служать для вимірювання тиску відповідно на вході і на виході з насоса. Регулятор потоку 11 служить для вимірювання кількості рідини, що проходить через поперечний переріз трубопроводу.
Вентиль 6 перекриває подачу рідини на сливі трубопроводу 5 змінного перерізу. Вентиль 7 призначений для регулювання витрати рідини. Вентиль 8 перекриває подачу рідини в трубопровід змінного перерізу.
Схема дослідної установки
У даній роботі для вимірювання тиску служать вакуумметр 9. манометр 10 і п'єзометри 1. П'єзометри 1 повідомляються верхнім кінцем з атмосферою, а нижнім кінцем - з трубопроводом змінного перерізу 5. П'єзометри служать для визначення надлишкового тиску в трубопроводі змінного перерізу 5. вакуумметр - у всмоктуючому трубопроводі 3. манометр - в напірному трубопроводі 4.
Порядок проведення роботи
1) Зняти ескіз (малюнок) трубопроводу змінного перерізу із зазначенням геометричних розмірів (діаметри перетинів і відстані між ними), а також нумерації пьезометров (перетинів).
2) Перевірити правильність показань пьезометров. При відсутності в них повітря рівень води повинен бути на однаковій позначці.
3) Включити в роботу насос, що подає воду з водозбірного бака в систему. Після заповнення системи водою вентилем (8) задати певний витрата води в трубопроводі (5). У разі витіснення води з трубок зменшити витрату води вентилем (8).
4) Визначити величину витрат Q за допомогою лічильника (11) і секундоміра.
5) Виміряти рівні води в п'єзометрах (статичні напори)
Обробка результатів вимірювань
Обчислити витрата рідини за формулою
__________, см 3 / c
де V - об'єм рідини пройшов через лічильник, см 3;
Обчислити для кожного поперечного перерізу площа за формулою
_____________________, см 2
де d - внутрішній діаметр перетину.
Обчислити для кожного перетину значення середньої швидкості за формулою
Обчислити для кожного перетину значення швидкісного напору
де g - прискорення вільного падіння, g = 981 см / c 2;
Виміряти геометричний напір z = _________ см.
Визначити для кожного перетину статичний напір
Визначити для кожного перетину величину гідродинамічного напору, підсумовуючи статичний і швидкісний напір
Визначити втрати повного напору між перетинами (1-е перетин не входить в розрахунок)
Результати вимірювань і обчислень заносяться в таблицю.
Результати вимірювань і обчислень