Лабораторный стенд (рис. 4.2) содержит:
щиток 1 электропитания стенда с автоматами «Сеть» и «Насос»;
гидросистему, состоящую из бака с водой 2, задвижек З-1 и З-4, насоса 3;
деформационный манометр М2;
вилку 4 для подключения к электрической сети.
Порядок выполнения работы:
1. C помощью вилки 4 подключить стенд к электрической сети.
2. Автомат «Сеть» щитка 1 электропитания стенда установить в по-ложение «Вкл.».
3. Заполнить гидросистему водой: открыть задвижки З-1 и З-4 и включить автомат «Насос».
4. Выполнить измерение давления при помощи деформационного манометра М2. Показания записать в табл. 4.1.
5. Закрыть задвижку З-4. Выполнить измерение давления при по-мощи манометра М2. Показания записать в табл. 4.1.
6. Отключить автоматы «Насос» и «Сеть».
7. Закрыть задвижки З-1 и З-4.
Рис. 4.2. Схема лабораторного стенда
8. Вилку 4 отключить от электрической сети.
9. Обработать результат однократного измерения. Результаты вы-числений занести в табл. 4.1.
10. Найти связь между расходом Q жидкости в трубопроводе и показанием манометра р при разных открытиях крана, приняв ко-эффициент λ сопротивления входного участка трубопровода (от бака до манометра) равным 0,5. Диаметр трубопровода d = 20 мм.
|
|
Таблица 4.1
Обработка экспериментальных данных
Показания прибора при открытом кране р 0, Па | Показания прибора при закрытом кране р з, Па | Расход жидкости Q, л/с |
Рекомендации
Для нахождения зависимости необходимо использовать уравнение Бернулли:
где Н – гидравлический напор; hГ – геометрический напор; h П – пьезо-метрический напор (hП = р/ (ρ ∙ g), где p – давление; ρ – плотность жидкости); hС – скоростной напор (hс = v /(2 ∙ g), где ν – скорость потока).
Записать для сечений уравнение Бернулли: свободная поверхность жидкости в баке (1-1) и место подсоединения манометра к трубопроводу (2-2), плоскость сравнения по осевой линии трубы.
Для первого сечения:
геометрический напор hГ 1 = 0, так как в исходных данных его нет;
пьезометрический напор при закрытом кране – , где рз – давление в системе при закрытом кране;
скоростной напор отсутствует, так как уровень жидкости в баке поддерживается постоянным, hС 1 = 0.
Для второго сечения:
геометрический напор hГ 2 = 0, так как плоскость сравнения проходит через центр сечения;
пьезометрический напор при открытом кране , где ро – давление при открытом кране;
скоростной напор (скорость выражена через расход и сечение трубо-провода):
.
Потери напора на входном участке (по формуле Вейсбаха):
,
где λ – коэффициент сопротивления входного участка трубопровода.
11. В выводе записать результаты измерений давления и расхода.
|
|
Контрольные вопросы
1. Назвать области применения деформационных манометров.
2. Пояснить принцип действия деформационных манометров.
3. Перечислить чувствительные элементы, которые используются в деформационных манометрах.
4. Пояснить схему манометра с одновитковой трубчатой пружиной.
5. Пояснить работу манометра с одновитковой трубчатой пружиной.
6. Перечислить виды манометров с одновитковой трубчатой пру-жиной.
7. Что является мерой давления манометра с одновитковой труб-чатой пружиной?
8. Перечислить метрологические характеристики деформационных манометров с одновитковой трубчатой пружиной.
9. От каких параметров зависит коэффициент преобразования трубки?
10. Из каких материалов изготавливают трубчатые пружины?
11. Объянить принцип действия манометра с многовитковой трубчатой пружиной.
12. Назвать области применения манометров.
13. Каковы метрологические характеристики деформационных манометров с многовитковой трубчатой пружиной?
14. Пояснить уравнение Бернули.
15. Как определяется расход в данной лабораторной работе?