Механика жидкости и газа_ЛР_Версия_2. Программа работы
 Скачать 1.5 Mb.
|
|
Вывод: определена сила суммарного давления воды на плоскую стенку. Выполнен расчет положения центра давления и построена эпюра давления и вычислен ее объем. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 «Определение динамических коэффициентов для оценки расхода жидкости» Цель работы: 1. Определить коэффициент дроссельного прибора диафрагмы и коэффициент расхода водомера Вентури. 2. Построить тарировочные графики обоих приборов, т. е. зависимости: Qд = f(  Нд) и Qв = f( Нв).Программа работы: Пройти входной контроль; Провести эксперимент; Выполнить расчеты и заполнить таблицу; Сделать выводы по работе. Теоретическая часть: Опыт 1. Диафрагма Определение расхода производят не только объёмным методом, который в производственных условиях практически не применяют, но и с помощью различных расходомерных приборов. В промышленности наиболее распространены мерная шайба, или диафрагма, и водомер Вентури. Диафрагма (рис. 3.1) представляет собой пластинку, имеющую большое центральное отверстие. Эта пластинка ставится в трубопровод нормально к направлению движения воды и укрепляется с помощью фланцев. Жидкость, протекая через отверстие диафрагмы, приобретает скорость движения бо́льшую, чем до этого отверстия. Следствием изменения скорости движения является падение давления, строго соответствующее изменению скорости. Таким образом, измеряя с помощью жидкостного дифференциального манометра изменение давления в жидкости и зная диаметры отверстия диафрагмы и трубопровода, можно определить расход.  Рисунок 3.1 – Схема устройства диафрагмы Поток жидкости, проходя через сечение диафрагмы, сжимается так, что площадь сечения струи S становится меньше площади отверстия диафрагмы Scr. В дальнейшем поток занимает всё сечение трубопровода. Применяя уравнение Бернулли к сечениям 1 и 2, получим:  )где p1 и р2 – давление, соответственно, в сечениях 1 и 2;  и  – средняя скорость движения в сечениях 1 и 2;  – коэффициент потерь диафрагмы;  и  коэффициент кинетической энергии в сечениях 1 и 2. Коэффициент кинетической энергии учитывает неравномерность распределения истинных скоростей в этих сечениях и представляет собой отношение действительной кинетической энергии потока к кинетической энергии, вычисленной по средней скорости. Имея в виду, что  , а также заменяя скорости  получим: где  и  – соответственно, площади живых сечений 1 и 2, м2;  – площадь отверстия диафрагмы, м2;  – коэффициент сжатия.Обозначая  где  – коэффициент дроссельного прибора, получим Таким образом, для определения расхода в промышленных условиях с помощью диафрагмы нужно знать значение коэффициента дроссельного прибора и показание жидкостного дифференциального манометра, выраженное высотой водяного столба. Опыт 2. Водомер Вентури Водомер Вентури (рис. 3.2), или, как его еще называют, двухконусный водомер, представляет собой сужающийся прибор, но сужение потока в нем осуществляется плавно, без создания застойных вихревых зон, как это имеет место в диафрагме. Отсутствие застойных зон позволяет резко снизить гидравлические сопротивления при прохождении жидкости через данный прибор, что дает возможность использовать водомер для измерения очень больших расходов жидкости.  Рисунок 3.2 – Схема устройства водомера Вентури Применяя уравнение Бернулли для идеальной жидкости относительно сечений 1 и 2, получим:  .Разность давлений, фиксируемая дифференциальным манометром, представляет собой разность кинетических энергий в этих сечениях:  .Выражая скорость по уравнению сплошности через , получим: где  Определим скорость в сечении 1–1:  .По скорости находим теоретический расход потока:Qt = S1. (3.3)При движении вязкой жидкости расход будет меньше и может быть определен по формуле действительного расхода:  )где  – коэффициент расхода водомера – величина, показывающая, во сколько раз действительный расход меньше теоретического.В данной работе требуется определить значение коэффициента расхода: = . (3.5)Для этого необходимо определить с помощью объёмного счетчика расхода действительный расход:  =  и теоретический расход по уравнению (3.3). Отношение площадей:  Практическая часть: Проведем эксперимент и занесем все данные опытов в таблицу:
Приступим к расчетам и заполнению расчетной таблицы: Расчеты выполняем согласно формулам из теоретической части, затем строим графики зависимости Qд = f( Нд) и Qв = f( Нв).
 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Н
