ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ МЕСТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Основные положения
В общем случае потери напора на местное сопротивление принято определять по формуле Вейсбаха:
 |
hw – потери напора в местном сопротивлении;
ξ – коэффициент местного сопротивления;
U – средняя скорость в трубопроводе; g – ускорение свободного падения.
Зная hw и U, можно найти ξ.
Потери напора hw в местном сопротивлении находят из опыта, пользуясь уравнением Бернулли, где индекс 1 относится к сечению перед местным сопротивлением, индекс 2 – к сечению после него.
Скорость U определяется из уравнения неразрывности потока:
 |
В общем случае коэффициент ξ является функцией числа Re ξ=f(Re), которую обычно представляют в виде
ξкв – коэффициент местного сопротивления при больших числах Re
(Re > 3000÷5000), т.е. в квадратичной зоне сопротивлений, в которой ξкв = const и не зависит от Re; В – постоянная для данного местного сопротивления.
Рис.20. Схема установки для определения коэффициентов местных сопротивлений: 1 – вентиль подачи воды; 2 – напорный бак; 3 – водомерное стекло; 4 – вентили регулировочные; а – внезапное расширение и сужение; б – плавное расширение и сужение; в – вентиль; г – пробковый экран; д – резкий поворот на 900; е – плавный поворот на
900; 5 – вентиль регулировочный; 6 – водомер Вентури; I-XYIII – пьезометры.
 |
57
При открытом вентиле подачи воды 1 наполняется напорный бак 2 до постоянного уровня, который фиксируется по водомерному стеклу 3. Вентили подачи воды 4 позволяют по выбору подключить одно из местных сопротивлений. Пьезометры I, II, III … XYIII собраны в виде батареи. Расход воды измеряется водомером Вентури. Вентилем 5 можно регулировать скорость движения воды в трубопроводе от минимального значения до максимального.
Лабораторная работа №11
Цель работы: Определить опытным путем коэффициент местного сопротивления и сопоставить с расчетными или справочными данными.
Порядок выполнения работы
1. Открыть вентиль 1.
2. Добиться постоянного уровня жидкости в напорном баке 2.
3. При постоянном уровне жидкости в баке 2, открыть вентиль 4, соответствующий местному сопротивлению (по указанию преподавателя)
4. Вентилем 5 установить максимальный расход.
5. Снять показания пьезометров, соответствующих местному сопротивлению.
6. Снять показания пьезометров XYII и XYIII на водомере Вентури 6.
Обработка опытных данных
1.
 |
Определить расход волны:
2. Вычислить среднюю скорость в соответствующем сечении:
3. Найти потери напора в местном сопротивлении
 |
4. Пользуясь формулой Вейсбаха, рассчитать ξ:
Журнал работы №11
| № п/п | Вид местного сопротивления | Показания пьезометров | Показания водомера | Расход воды | Средняя скорость | ξ | ||
| Размерность | P1/γ,м | P2/γ,м | h, м | Q, м3/с | U1, м3/с | U2, м3/с | ||
Лабораторная работа №12
Цель работы: Определить зависимость коэффициента местного сопротивления от числа Рейнольдса, построить график зависимости
ξ = f(Re).
Порядок выполнения работы
1. Открыть вентиль 1.
2. Добиться постоянного уровня жидкости в напорном баке 2.
3. При постоянном уровне жидкости в баке 2, открыть вентиль 4 соответствующий местному сопротивлению (по указанию преподавателя).
4. Регулировочным вентилем 5 установить минимальный расход жидкости.
5. Снять показания пьезометров, соответствующих местному сопротивлению.
6. Снять показания пьезометров XYII и XYIII на водомере Вентури.
7. Увеличивая расход жидкости до максимального, 8-10 раз повторить опыт.
8. Измерить температуру воды, и рассчитать значение
9. коэффициента кинематической вязкости.
Обработка опытных данных
1. Определить расход воды:
2.
|
Вычислить средние скорости в соответствующем сечении:
3.
|
Найти потери напора в местном сопротивлении:
4.
 |
Пользуясь формулой Вейсбаха, рассчитать:
5.
 |
Коэффициент кинематической вязкости определить по формуле Пуайзеля:
6. Рассчитать число Рейнольдса:
 |
60
Журнал работы №12
| № п/п | Показания пьезомет ров | Показания водомера | Расход | Средние скорости | Коэф.мест. сопротивления | Температура | Коэф. Кинематич. Вязкости | Число Рейнольдса | ||
| Размерность | P1/γ,м | P2/γ,м | h, м | Q, м3/с | U1, м/с | U2, м/с | ξ | T,0C | ν, м3/с | Re |
Рис. 21. Зависимость ξ = f(Re) для некоторых видов местных сопротивлений.
При определении x расчетным путем для каждого вида местного сопротивления пользуются своими формулами.
Внезапное расширение трубопровода.
xАР = (
)2
61
Рис.22. Внезапное расширение трубопровода.
Внезапное сужение трубопровода.
x = (
)2; 
Рис.23.Внезапное расширение трубопровода.
Плавное расширение трубопровода.
| a | ||||||
| Кп.р. | Q14 | Q16 | Q22 | Q30 | Q42 | Q62 |
Рис.24. Плавное расширение трубопровода.
Постепенное сужение трубопровода.
x = Кп.с.()2;
;
| a | |||||||
| Кп.с. | 0,4 | 0,25 | 0,2 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,6 |
Рис.25. Постепенное сужение трубопровода.
Резкий поворот трубы круглого сечения под углом 900.
| d, мм | |||||
| x, 900 | 1,7 | 1,3 | 1,1 | 1,0 | 0,83 |
Рис.26. Резкий поворот трубы под углом 900.
Плавный поворот трубы круглого сечения под углом 900.
| R/d | |||||
| x, 900 | 0.52 | 0.28 | 0.23 | 0.18 | 0.20 |
Рис.27. Плавный поворот трубы под углом 900.
Вентиль с прямым шпинделем.
x = 3+55 при плавном открытии
Рис.28. Вентиль с прямым шпинделем.
Пробковый кран.
Рис.29.Пробковый кран
Контрольные вопросы
1. Что такое местное сопротивление?
2. Виды местных сопротивлений.
3. Когда коэффициент местного сопротивления может быть рассчитан аналитически?
4. Формула Борда.
5. Как зависит коэффициент местного сопротивления от числа Рейнольда?
6. Формула Бейсбаха.
7. Когда коэффициент местного сопротивления не зависит от числа Рейнольда?
8. В каких метных сопротивлениях происходит
изменение направления потока?
9. В каких местных сопротивлениях потери напора связаны с протеканием жидкости?
10. Явление кавитации в местных сопротивлениях.
Лабораторные работы № 13,14
ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ И НАСАДКИ
Основные положения
При установившемся истечении жидкости в атмосферу из большого открытого резервуара через отверстие, размер которого мал по сравнению с его заглублением под уровнем жидкости (рис.30), начальная скорость струи определяется из уравнения Бернулли, составленного для сечения 1-1 потока в резервуаре и для сжатого сечения струи 2-2.
P1 = P2 = PАТ, а скоростью в резервуаре можно пренебречь ввиду ее малости, то средняя скорость струи в сжатом сечении:
Рис.30 Истечение жидкости:
а) отверстие в тонкой стенке;
б) внешний цилиндрический насадок.
H - напор относительно плоскости сравнения 0-0, проведенной через центр тяжести площади отверстия или насадка;
j - безразмерный коэффициент скорости; xОТВ - коэффициент местного сопротивления отверстия.
.
Расход жидкости через отверстие
m - коэффициент расхода, m = ej.
Степень сжатия струи, вытекающей через отверстие, характеризуется коэффициентом сжатия:
Sc, dc- площадь и диаметр сжатого сечения струи соответственно;
S0, d0 - площадь и диаметр отверстия соответственно.
При истечении жидкости из резервуаров через насадки рис. скорость струи на выходе из насадков образуется вакуум. Составим уравнение Бернулли для сжатого и выходного сечений (рис. 30,б):
Используем формулу Борда для определения 
и после преобразования получим величину
вакуума в сжатом сечении:
.
Рис.31. Установка для определения коэффициентов истечения: 1 - вентиль подачи воды; 2 - напорный бак; 3 - водомерное стекло; 4 - барабан с насадками и отверстиями; 5 - лоток сброса воды; 6 - запорный вентиль; 7 - насадок конический расходящийся; 8 - насадок цилиндрический; 9 - отверстие круглое; 10 - отверстие квадратное.
При открытом вентиле 1 подачи воды наполняется напорный бак до постоянного уровня, благодаря трубе холостого сброса. Уровень жидкости в напорном баке 2
контролируется водомерным стеклом 2. Поворачивая барабан 4 с отверстиями и насадками вокруг оси можно по очереди подключить одно из них. Сброс жидкости осуществляется при помощи лотков 5. Сбросить жидкость из напорного бака можно запорным вентилем 6.
Лабораторная работа №13
Цель работы: Определить опытным путем величину коэффициента расхода m для различного рода отверстий и насадков.
Порядок выполнения работы
1. Вентилем 1 включить подачу воды.
2. Добиться постоянного уровня жидкости в напорном баке 2.
3. По водомерному стеклу (пьезометру) 3 определить величину напора.
4. Измерить размеры отверстий и насадков на барабане 4.
5. Измерить расход жидкости.
6. Измерения провести 5-6 раз для каждого типа отверстия и насадка при данном напоре H.
7. Запорным вентилем 6 изменить величину напора H и повторить опыты.
Обработка опытных данных
1. Определить расход жидкости:
.
2. Рассчитать коэффициент расхода:
Журнал работы №13
| №/№ п/п | Тип насадка или отверстия | На пор | Объем воды | Время истечения | Расход | Площадь отверстия | Диаметр отверстия | Коэф расхода эксперимента | коэф. расхода справочника | Сред. значение | Сред. квадратичное отклонение |
| H, м | n, м3 | t, c | Q, м3/с | S0, м2 | d0, м | mЭ | mС | 
| dv |
Лабораторная работа №14
Цель работы: Экспериментальное определение коэффициентов расхода, скорости, сжатия, сопротивления и вычисление величины вакуума.
Порядок выполнения работы
1. Вентилем 1 включить подачу воды.
2. Добиться постоянного уровня жидкости в напорном баке 2.
3. По водомерному стеклу (пьезометру) 3 определить величину напора H.
4. Измерить размеры отверстий и насадков на барабане 4.
5. Измерить расход жидкости.
6. Измерить диаметр струи dc микрометрическим устройством.
7. Измерения провести 5-6 раз для каждого типа отверстия и насадка при данном напоре.
Измерения диаметра струи следует проводить по двум взаимоперпендикулярным диаметрам. При наличии разницы, превышающей точность измерения, в расчет следует вводить среднегеометрическое значение диаметра dc.
Обработка опытных данных
1. Рассчитать коэффициент сжатия струи:
.
2. Определить коэффициент скорости:
3. Определить величину вакуума в сжатом сечении:
.
Журнал работы №14
| №/№ п/п | Тип насадка или отверстия | На пор | Объем воды | Время истечения | Расход | Диаметр отверстия | Площадь отверстия | Диаметр струи | Коэф расхода | Коэф. сжатия | Коэф. скорости | Величина вакуума |
| H, м | n, м3 | t, c | Q, м3/с | d0, м | S0, м2 | dC | m | e | j | hВ, м |
Контрольные вопросы
1. Понятие об отверстии в "тонкой стенке" и насадках. Типы насадок.
2. особенности истечения через отверстие в "тонкой стенке" и через насадок.
3. От каких факторов зависят скорость и расход жидкости при истечении через отверстия и насадок:
4. Как в данной работе производится измерение расхода и скорости истечения?
5. От каких факторов зависит время опорожнения
резервуара?
6. Объясните смысл и назовите численное значение коэффициентов скорости, сжатия расхода для отверстий и для цилиндрического насадка.
7. Как и почему отличаются значения скорости и расхода при истечении из отверстия в "тонкой стенке" насадка?
8. Что называется инверсией струи?
Лабораторная работа №15
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЛОБОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ СФЕРЫ
Цель работы: Определить коэффициент лобового сопротивления сферы.
Основные положения
При относительном движения тела и жидкости последняя всегда оказывает сопротивление и действует на тело с некоторой силой, эта сила носит название силы свободного сопротивления. Сопротивление при относительном движении тела и жидкости обуславливается двумя принципами:
а) разностью давлений на лобовой (повышение
давления) и тыльной (понижение давления) поверхностях тела;
б) трением между телом и обтекающей его жидкостью.
В общем случае силу лобового сопротивления принято определять по формуле Ньютона:
F - сила лобового сопротивления;
с - коэффициент лобового сопротивления;
S - площадь миделевого сечения. площадь проекции тела на плоскость нормальную к направлению вектора
скорости;
U - относительная скорость движения тела.
Коэффициент лобового сопротивления не является величиной постоянной, а зависит от числа Рейнольда.
Рис.32. Зависимость коэффициента лобового сопротивления сферы от числа Рейнольда.
При свободном падении сферы и жидкости она сначала движется равномерно, ускоренно, однако с возрастанием скорости растет сила лобового сопротивления
до тех пор, пока три силы действующие на тело, не
уравновесятся (рис. 33).
Условие равномерного падения:
F + R + G = 0,
где F - сила лобового сопротивления;
R - Архимедова сила; G - сила тяжести.
Рис.33. Силы, действующие при свободном падении сферы.
Рис. 34. Схема установки для определения коэффициента лобового сопротивления сферы:
1 - стеклянный цилиндр; 2 - нижняя матка; 3 - верхняя матка; 4 - вентиль запорный.
Силы F, R, G определяются формулами:
откуда из условия равномерного падения:
d - диаметр сферы; g - ускорение свободного падения; U - скорость равномерного падения; 
- удельный вес тела; 
- удельный вес жидкости.
Порядок выполнения работы
1. В цилиндр 1 из стекла налить глицерин.
2. Отметить нижнюю 2 и верхнюю 3 метки в цилиндре 1.
3. Измерить и разобрать металлические шарики по размерам.
4. Спуская шарики в цилиндр при помощи секундомера время падения от верхней 3 до нижней метки 2.
5. Измерить расстояние H от верхней до нижней метки.
Обработка опытных данных
1. Вычислить скорость падения шарика:
2. Определить для каждого опыта коэффициент лобового сопротивления:
3. Определить значения чисел Рейнольда:
При расчетах пользоваться следующими данными:
удельный вес стали gT - 7604*103 н/м3
удельный вес глицерина gЖ - 12,23* 103 н/м3;
коэффициент кинематической вязкости глицерина (безводный):
n = 11,89*10-4, м2/с.
Сопоставить полученные результаты с графиком (рис. 32).
Журнал работы №15
| №/№ п/п | Диаметр шара | Расстояние | Время падения шара | Скорость падения шара | Коэф. лобового сопротивл. | Число Рейнольда |
| Размерность | d, м | H, м | t, c | U, м/с | с | Re |
Контрольные вопросы
1. Что такое сила лобового сопротивления?
2. Как определяется сила лобового сопротивления?
3. Силы, действующие при свободном падении сферы.
4. Что такое миделево сечение?
5. От чего зависит коэффициент лобового сопротивления?
Лабораторная работа №16
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОБОДНОЙ ТУРБУЛЕНТНОЙ СТРУИ
Цель работы: Экспериментально исследовать падение скорости вдоль оси свободной турбулентной струи и снять один профиль скорости. Полученные данные сопоставить с расчетными формулами.
Основные положения
Жидкость, вытекающая из отверстия или насадка в среду той же плотности, образует свободную турбулентную струю, если ее распространению не препятствуют твердые поверхности.
Г.Н. Абрамовичем предложена следующая упрощенная схема турбулентной струи.
Рис.35. Схема свободной турбулентной струи:
1 - сопло; 2 - ядро струи; 3 - границы струи; 4 - профиль скорости.
Опыт показывает, что в струе и окружающей среде давление одинаково. Ядро струи 2 характерно тем, что во всех точках его скорость остается величиной постоянной. Границы основного участка прямолинейны, в нем скорость переменная. Линии основного участка пересекаются в точке 0, называемой "полюс". В сечении струи скорость максимальна на ее оси UM и постепенно убывает. На границе струи 3 скорость практически рана нулю, это видно по профилю скорости 4.
Участок струи, на котором осевая скорость Uoc< U0 , называется основным.
Структура основного участка свободной турбулентной струи описывается следующими формулами:
радиус струи Rm= 0.22x
осевая скорость Um = 
профиль скорости 
Rm - радиус струи в произвольном сечении; Х –
текущая координата, направленная вдоль струи; Um - осевая скорость; U0 - скорость истечения из сопла; d0 - диаметр сопла; U - скорость в сечении струи на радиусе R.
Рис.36. Схема установки для исследования структуры свободной турбулентной струи:
1 - координатник; 2 - приемник полного давления; 3 - соединительная трубка; 4 - U - образный манометр; 5 - воздуховод с соплом; 6 - вентилятор; 7 - расходомер; 8 - шибер.
При включении вентилятор засасывает воздух в воздуховод. Воздух проходит через расходомер 7 и направляется наружу, сбрасывая свободную турбулентную струю. При помощи координатника 1 приемник полного давления 2 перемещается в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, что позволяет изменить скорость вдоль от струи и снижать профиль скорости.
Порядок выполнения работы
1. Включить установку.
2. Установить шибер 8 в необходимое положение, определить расход воздуха по расходомеру 7.
3. Установить отверстие приемника полного давления 2 в центре выходного сечения сопла и измерить величину скоростного напора h.
4. Переместить приемник полного давления 2 вдоль от струи на расстояние х = 200 мм, опуская или поднимая его в направлении перпендикулярном от струи. Найти точку максимума скоростного напора h и снять показания U - образного манометра. Повторить опыт 8 - 10 раз, увеличивая х на 200 мм.
5. Произвольно выбрать сечение струи и найти точку максимума скоростного напора.
6. В точках удаленных сечение струи на расстояние 1, 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 200 и т.д. мм, измерить величину скоростного напора в этом сечении.
7. Проверить показания расходомера.
8. Измерить барометрическое давление.
9. Измерить температуру воздуха.
Обработка опытных данных
1. Рассчитать плотность воздуха:
В - барометрическое давление;
Т - температура воздуха.
2. По полученным значениям h рассчитать скорость воздуха в точках замера:
3. Сопоставить полученные данные с расчетными формулами
Журнал работы №16
| №/№ п/п | Расход воздуха | Барометрическое давление | Температура | Плотность воздуха | Диаметр сопла | Расстояние вдоль оси струи | Скорост ной напор | Скорость на оси | Расчетная скорость |
| Размерность | Q, м3/с | В, н/м2 | Т, 0К | rВ, кг/м3 | d0, м | х, м | h, м | Un, м/с | Um, м/с |
Определить параметры круглой струи (по Г.Б. Абрамовичу) по следующим формулам:
1. Расстояние от входного сечения до полюса:
.
2. Длина начального участка:
.
3. Угол расширения струи
tga = 3,4a
4. Диаметр переходного сечения
ДПАР = 3,3 а = 0,08 коэффициент турбулентности.
Рис.37. Профиль скорости в сечении струи.
Рис.38. Изменение скорости вдоль оси свободной турбулентной струи.
Контрольные вопросы
1. Что называется свободной струей?
2. Структура свободной струи.
3. Как изменяется скорость в сечении струи?
4. Изменение скорости струи вдоль оси.
5. Дать характеристику начального участка.
6. Что называется ядром струи?
7. Определение "полюса" свободной струи.
8. Построение профиля скорости в сечении струи.
Лабораторная работа №17, 18
ИСПЫТАНИЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА
Основные положения
Центробежные насосы служат для преобразования механической энергии вращающегося колеса насоса в энергию потока жидкости. Работа насоса характеризуется основными параметрами: расходом Q, напором H, потребляемой и полезно используемой мощностями N и Nn, коэффициентом полезного действия:
h = Nn/N.
Все эти величины взаимно связаны и при изменении одной из них изменяются все остальные, поэтому их обычно представляют в виде графиков
H = f(Q); Nn = (Q), h = f2(Q).
Рис. 39. Рабочие характеристики центробежного насоса.
Полезно используемая мощность определяется формулой:
N = gQH.
Потребляемая мощность выражается через коэффициент полезного действия:
.
Центробежные насосы включаются в сеть самостоятельно, последовательно или параллельно.
При последовательном соединении насосов нагнетательный трубопровод одного из них является всасывающим трубопроводом другого. Жидкость последовательно проходя через оба насоса увеличивает свою энергию, т.е. напоры складываются Н1+Н2=Н,
а расход жидкости равен расходу первого насоса. Суммарная характеристика двух последовательно соединенных насосов имеет вид на рис. 40.
Рис. 40. Последовательное соединение центробежных насосов.
При параллельном соединении насосов их нагнетательные трубопроводы объединяются в один общий. В этом случае расходы жидкости суммируются Q1+Q2=Q, а напор в трубопроводе равен напору одного из насосов. Суммарная характеристика такого соединения насосов представлена на рис. 41.
Рис. 41. Параллельное соединение центробежных насосов.
Рис. 42. Схема установки для испытания центробежных насосов
1-бак; 2-бак мерный; 3-насосы центробежные; 4-манометры; 5-трубопровод напорный; 6-выключатели; 7-счетчики; 8-водномерное стекло; 9-лоток.
Центробежные насосы 3 приводятся от электродвигателей, включение которых осуществляются выключателями 6. Мощность потребляемая электродвигателями контролируется счетчиками 7. Из бака 1 жидкость самотеком поступает во всасывающую полость насосов и, попадая на рабочее колесо, выбрасывается в напорный трубопровод 5 и, далее, в мерный отсек бака 2 или на слив через лоток 9. Давление в напорном трубопроводе контролируется манометром 4. Подача насосов регулируется вентилями 10, 11, 12.
I. Самостоятельная работа насосов осуществляется при открытых вентилях 10 и 12, при закрытом вентиле 11,
II. или при открытых вентилях 11 и 12, при закрытом вентиле 10. Насосы включаются неодновременно.
III. Параллельная работа насосов осуществляется при открытых вентилях 10, 11, 12. Вентиль 13 является запорным. Насосы работают одновременно.
Цель работы №17. Построить характеристику одного центробежного насоса.
Цель работы №18. Построить суммарную характеристику двух, параллельно соединенных насосов.
Порядок выполнения работы.
1. Включить установку.
2. Набрать требуемую комбинацию открытых и закрытых вентилей 10, 11, 12.
3. Регулировочным вентилем 12 установит минимальное давление в напорном трубопроводе.
4. Давление контролируется манометром 4.
5. Измерить подачу насоса (насосов) объемным способом при закрытом запорном вентиле 13.
6. Последовательно увеличивая давление до максимального регулировочным вентилем 12 провес измерения подачи насоса (насосов).
7. Для каждого опыта снимать показания соответствующего счетчика мощности 7.
Обработка опытных данных
1. Вычислить полезную мощность:
Nn=gQH
2. Определить определяемую мощность:
N=Nc tN, где
Nc- мощность по счетчику, кВт/ч; tn- время, за которое получено значение Nc.
3. Определить коэффициент полезного действия:
r = Nn/N.
4. Построить характеристику насоса (насосов).
Журнал работ №17, 18
| №/№ п/п | Показание Маном | Объем жидкости | Время замера мощности | Расход жидкости | Показание счетчика мощности | Полезная мощность | Потребляемая мощность | Коэффициент полезного действия | |
| I нас. | II нас. | ||||||||
| размерность | Р,н/м2 | Н,м | V, M3 | tN,c | Q, M3k | Nc21 
| Nn, Bm | N, Вm | h |
Контрольные вопросы
1. Как устроен и работает центробежный насос?
2. Какие рабочие параметры насоса определяются в работе
3. Как измеряется подача насоса?
4. Как измеряется напор насоса?
5. Что называется рабочими характеристиками насоса?
6. Как измеряется рабочая точка насоса?
7. Каков порядок запуска центробежного насоса?
8. Почему изменяются параметры насоса в зависимости от степени закрытия вентиля на нагнетательной линии?
9. Что называется явлением навитации и меры борьбы с ней?
10. Из чего складывается напор Н, теряемый в сети?
11. Для чего служит фильтр и обратный клапан на всасывающей линии?
12. Сравнение и области применения различных типов насосов.
13. Преимущества и недостатки центробежного насоса.
14. Совместная работа насосов.
15. Явление помпажа.
Лабораторная работа №19
ИСПЫТАНИЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА
Цель работы: Построить рабочую характеристику центробежного вентилятора.
Основные положения
Работа центробежного вентилятора характеризуется развиваемым напором Н, производительностью Q, потребляемой и полезной мощностью N и Nn, коэффициентом полезного действия h.
Полезная мощность определяется соотношением:
Nn=rвgQH.
Коэффициент полезного действия:
h=Nn/N.
Потребляемая мощность через коэффициент полезного действия:
N= 
.
Обычно все величины, характеризующие работу вентилятора Н, N, Nn, h, выражают в виде зависимости от расхода воздуха Q графически (рис. 43).
Рис. 43. Характеристика центробежного вентилятора.
Рис. 44. Схема установки для испытания центробежного вентилятора: 1-вентилятор центробежный; 2-воздуховод; 3-приемник статического давления; 4-U-образный манометр; 5-шибер; 6-расходомер; 7-соединительные трубки; 8-выключатель; 9-счетчик мощности потребляемой электродвигателем вентилятора.
При включении вентилятора I воздух всасывается через расходомер 6, проходит через шибер 5, при помощи которого регулируется производительность вентилятора и выбрасывается наружу. Приемник статического давления 3 и U –образный манометр позволяют измерять напор Н, создаваемый вентилятором. Счетчик 9 фиксирует потребляемую мощность.
Порядок выполнения работы
1. Включить установку.
2. Открыть шибер 5.
3. При полностью открытом шибере 5 снять показания U-образного манометра 4, расходомера 6 и счетчика мощностью 9.
4. Прикрывая шибер 5 постепенно до полного закрытия повторить намерения 5-6 раз.
5. Измерить температуру воздуха в помещении.
6. Измерить барометрическое давление.
7. Определить плотность воздуха.
Обработка опытных данных
1. Определить полезную мощность:
Nn=rвgQH; rв=0,00349 
2. Определить потребляемую мощность:
N=Nc tN, где
Nc- мощность по счетчику; tN-время измерения мощности; h - коэффициент полезного действия.
3. Рассчитать коэффициент полезного действия:
h= Nn/N.
4. Построить по данным характеристику вентилятора.
Журнал работы №19
| №/№ п/п | напор | Показание барометра | Температура воздуха | Плотность воздуха | Произв. Вентилятора | Показание счетчика мощн. | Время замера мощности | Полезная мощность | Потр. Мощность | Коэф.полезного действия |
| размерность | Н,n | B,n | T,0k | rв, кг/n3 | Q, M3/c | Nc, 
| tN, c | Nn, Вт | N, Вт | h |
Контрольные вопросы
1. Устройство и принцип действия центробежного вентилятора.
2. Преимущества и недостатки центробежных вентиляторов.
3. Сравнение и области применения различных типов нагнетателей.
4. Форма лопаток центробежных нагнетателей.
5. Какие основные размеры центробежных вентиляторов?
6. Как определяется окружная скорость на выходе из рабочего колеса?
7. Назначение диффузора и кожуха у центробежных нагнетателей.
8. Какие зависимости называются универсальными характеристиками?
9. Совместн