Описание лабораторного стенда

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; h_Г – геометрический напор; h _П – пьезо-метрический напор (h_П = р/ (ρ ∙ g), где p – давление; ρ – плотность жидкости); h_С – скоростной напор (h_с = 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 h_{Г 1} = 0, так как в исходных данных его нет;

пьезометрический напор при закрытом кране – , где р_з – давление в системе при закрытом кране;

скоростной напор отсутствует, так как уровень жидкости в баке поддерживается постоянным, h_{С 1} = 0.

Для второго сечения:

геометрический напор h_{Г 2} = 0, так как плоскость сравнения проходит через центр сечения;

пьезометрический напор при открытом кране , где р_о – 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?