Схема лабораторной установки приведена на рис. 2. Рабочая жидкость (вода) из ёмкости 1 насосом 3 подаётся через регулирующий клапан 5 в исследуемую систему 8, состоящую из двух параллельных трубопроводов одинакового диаметра. Один из этих трубопроводов может быть отключён от работы при помощи заглушки 9. Потери напора жидкости на исследуемых трубопроводах определяются с помощью манометра 7. Определение расхода жидкости производится с помощью счётчика литров 6. Вращение насоса осуществляется двигателем постоянного тока 10. Постоянное напряжение на двигатель поступает от блока управления 11. Питание на блок управления подаётся магнитным пускателем 12 от сети переменного тока 220 В. Вакууметр 2 и манометр 4 служат для определения перепада давления на насосе и в данной работе не используются. Кран 16 служит для наполнения ёмкости 1 водой из бака 15.
Рис. 2. Схема лабораторной установки.
Проведение опыта.
Установить заглушку 9 на один из параллельных трубопроводов 8.
Заполнить ёмкость 1 водой из напорного резервуара 15 путём открытия крана 16.
Подать питание на блок управления 11, нажав кнопку «Пуск» магнитного пускателя 12.
Пустить насос, установив регулятором на блоке управления напряжение на электродвигателе примерно 120 В.
Изменяя клапаном 5 давление перед трубами 8 от 0 до 1,5 кг/см2, определить расход жидкости по счётчику литров 6 и секундомеру (не менее 10 отсчётов). Величину давления ΔР (которое в данном случае выражает потери напора на преодоление сопротивления трубопроводов 8) контролировать по манометру 7.
Остановить насос, уменьшив напряжение на электродвигателе до 0. Снять заглушку 9 с трубопровода.
Провести опыт согласно пунктам 4.4., 4.5. с двумя трубопроводами.
Остановить насос, снять питание с блока управления, нажав на кнопку «Стоп» на магнитном пускателе 12.
Обработка результатов опытов.
5.1. Для каждого отсчёта, зная расход Q м3/с, вычислить скорость движения воды:
 |
м/с (8)
где F - суммарная площадь проходного сечения трубопроводов, м2.
5.2. По формуле (3) для каждой скорости подсчитать число Рейнольдса Re и определить режим движения жидкости. Коэффициент ν для формулы (3) выбрать из таблицы 1 в зависимости от температуры.
Таблица 1
Коэффициент кинематической вязкости воды при различных температурах
| t °C | |||||||
| ν, м2/с | 1,797·10-6 | 1,518·10-6 | 1,307·10-6 | 1,140·10-6 | 1,004·10-6 | 0,895·10-6 | 0,803·10-6 |
5.3. Зная режим движения жидкости, из формул (5) или (6) найти для каждого отсчёта коэффициенты ki, а по ним – среднее значение коэффициента kср для одной трубы и для двух труб.
5.4. Результаты вычислений занести в таблицу 2.
Таблица 2
| № отсчёта | 1 трубопровод | 2 трубопровода | ||||||||||
| ΔР кг/см2 | Q м3/с | w м/с | Re | k | kср | ΔР кг/см2 | Q м3/с | w м/с | Re | k | kср | |
| · · · | ||||||||||||
5.5. Построить характеристики трубопроводов ΔР1 = f(Q1) и ΔР2 = f(Q2).
Содержание отчёта.
Отчёт по лабораторной работе должен содержать:
- краткие теоретические положения;
- схему экспериментальной установки;
- протокол испытаний;
- обработку результатов опыта;
- характеристики трубопроводов;
- анализ полученных результатов.
Протокол испытаний
Лабораторная работа № Режимы движения рабочей жидкости в трубопроводах.
Группа:
Дата испытаний:
Исполнители:
Исходные данные:
Внутренний диаметр трубопроводов d = м
Температура жидкости t = °C
Коэффициент кинематической ν = м2/сек
вязкости жидкости
Результаты испытаний:
| № | 1 трубопровод | 2 трубопровода | ||||
| опыта | ΔР | t | V | ΔР | t | V |
| кг/см2 | сек | м3 | кг/см2 | сек | м3 | |
| · · · |
Подпись исполнителей
Подпись преподавателя