ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
Nbsp;
Осовский Дмитрий Иванович
ГИДРОМЕХАНИКА
Методические указания
к выполнению лабораторных занятий
для курсантов очной и заочной форм обучения
специальности 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок»
Керчь, 2016
Содержание
стр.
Лабораторная работа № 1 Измерение гидростатического
давления пьезометрами. 4
Лабораторная работа № 2. Исследование истечения жидкости через насадки. 13
Лабораторная работа № 3.Определение коэффициентов местных гидравлических сопротивлений 23
Лабораторная работа № 4. Определение режима движения потока жидкости 30
Лабораторная работа № 5. Относительный покой жидкости во вращающемся сосуде 38
Лабораторная работа № 6. Построение диаграмм по уравнению Бернулли 45
Лабораторная работа № 7. Проверка основного закона гидростатики 53
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ
|
|
|
ПЬЕЗОМЕТРАМИ
ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Давление как параметр, характеризующий состояние различных веществ, определяется силой, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности.
Существуют следующие понятия давлений: атмосферное, избыточное, вакуум и абсолютное.
Атмосферное давление (ратм.) - это гидростатическое давление, оказываемое атмосферой на все находящиеся в ней предметы. За нормальное атмосферное давление принимают давление, равное 105 кПа (760 мм рт.ст.), такая величина называется физической атмосферой.
Если давление отсчитывается от нуля, то оно называется абсолютным (p аб c) или манометрическим. Если измеряемое давление меньше атмосферного, то имеет место вакуум (рвак) или разряжение. Связь между ними такова:
|
|
В Международной системе единиц (СИ) давление выражается в паскалях (Па). 1 Па = 1 Н/м2, в системе СГС - в дин/см2. Внесистемные единицы давления, которые используются для технических измерений: кгс/см2 , мм вод.ст., мм рт.ст.,
,
; 
|
|
|
|
По принципу действия приборы для измерения давления и разрежения подразделяются на следующие типы:
-жидкостные, в которых давление или разрежение уравновешивается высотой столба жидкости;
- пружинные, в которых давление уравновешивается силой упругой деформации чувствительного элемента;
- поршневые, в которых давление уравновешивается силой, действующей на поршень определённого сечения;
- комбинированные, принцип действия, которых имеет смешанный характер;
-электрические, в которых используется э.д.с. термопары, явление электрического разряда и изменение ионизации газа.
Наиболее распространённым видом жидкостных приборов является U-образный манометр, получивший название пьезометр. Он представляет собой U-образную трубку 1 и шкалу с равномерными делениями 2 (рис.1.1.).
Принцип действия таких приборов основан на законе сообщающихся сосудов. Под действием измеряемого давления, подключенного к одному из концов прибора, образуется разность уровней столбов жидкости, по которой и определяют искомое давление.
Мембранный манометр (рис 1.2.) состоит из волнообразной мембраны, что увеличивает площадь соприкосновения. Жидкость поступает под мембрану и деформирует ее, в результате чего стрелка фиксирует давление.
|
|
|
Пружинный манометр (рис 1.3.) состоит из согнутой по кругу латунной трубки, стрелки и измерительной шкалы. Один конец трубки запаян, другой присоединен к емкости, где измеряется давление. Запаянный конец соединен со стрелкой. Под действием давления начинает распрямляться трубка, а ее конец со стрелкой перемещается (стрелка идет по шкале). Когда наступает равновесие, стрелка останавливается.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Отработка практических навыков измерения гидростатического давления с помощью пьезометра.
ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИБОРЫ, МАТЕРИАЛЫ:
Лабораторная установка для измерения гидростатического давления представлена на рис.2, гидравлическая принципиальная схеме на рис.1.4.
Рабочая зона установки состоит из двух резервуаров: основного 1, представляющего собой замкнутый объем, частично заполненный водой, и обратного пьезометра 2, также частично заполненного водой. Воздушная область основного резервуара с помощью крана 3 соединена с атмосферой.
В воздушной области резервуара обратного действия постоянно поддерживается атмосферное давление. Визуальный обзор уровней воды в обоих резервуарах обеспечивается через смотровые стёкла 4 и 5.
|
|
|
Оба резервуара имеют краны 23 и 24 для подключения пьезометров, а также вентили 23 и 24 для слива воды в трубопровод, идущий в канализацию. Для создания избыточного давления в воздушной области основного резервуара служит ручной насос 10. Для создания разряжения в воздушной области того же резервуара установка снабжена водоструйным насосом 11, питаемым от водопроводной сети. Визуальный обзор водоструйного насоса обеспечивается через смотровое стекло 14 на передней панели установки.
|
|
Измерение гидростатического давления осуществляют с помощью пьезометров.
В пьезометре № 1 (15) и № 2 (16) рабочей жидкостью является вода. Пьезометры № 1 и 2 одним концом соединены с воздушной областью основного резервуара, а другим - с атмосферой. Предназначены эти пьезометры для измерения избыточного давления либо вакуума в воздушной области основного резервуара.
Пьезометр № 3 (17) одним концом соединен с нижней точкой основного резервуара, а другим концом непосредственно с атмосферой и предназначен для измерения абсолютного гидростатического давления в нижней точке основного резервуара. Заглубление рассматриваемой точки равно радиусу основного резервуара и составляет h=90 мм.
Обратный пьезометр (вакуумметр) № 4 (18) одним концом соединен с воздушной областью основного резервуара, а другим с нижней точкой резервуара обратного пьезометра и предназначен для измерения вакуума в воздушной области основного резервуара.
Пуск и остановка водоструйного насоса производят краном 19 . Отключение и подключение обратного пьезометра от воздушной области основного резервуара осуществляют с помощью крана 6. При повороте крана 6 воздушная область основного резервуара соединяется с патрубком водоструйного насоса. Поворотом рукоятки крана 22 воздушная область основного резервуара соединяется с ручным воздушным насосом.
Питание установки от водопроводной сети, а также сброс использованной воды в канализацию осуществляется через штуцера 20, 21, размешенные на колодке 13. Подключение пьезометра № 3 выполняют вентилем 12. Передние панели 7, 8 установки снабжены графическими символами, наименование которых приведено в таблице 1.
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
Лабораторная работа состоит в определении избыточного (сверх атмосферного) давления в замкнутой воздушной области основного резервуара с помощью пьезометров № 1 и 2, определении вакуума в той же воздушной области с помощью пьезометров № 1 и 2 и обратного пьезометра 4, а также в определении абсолютного гидростатического давления в нижней точке основного резервуара с помощью пьезометра №3.
Кроме того, определяется абсолютное гидростатическое давление в замкнутой области основного резервуара для случаев, когда Рабс. > Ра и
Рабс.< Ра
1. Измерение избыточного давления воздушной области основного резервуара.
Перед измерением избыточного давления необходимо открыть краны 12 и 22. Остальные краны установки должны быть закрыты. Обеспечить доступ к ручному воздушному насосу 10. С помощью ручного насоса создать избыточное давление воздушной области основного резервуара, после чего закрыть кран 22.
После того, как горизонты жидкости в пьезометрах установятся (не будет наблюдаться подъёма или опускания горизонта жидкости), следует, произвести измерения, т.е. взять отсчеты по шкалам пьезометров № 1 и № 2. соответствующие горизонтам жидкости в левом и правом коленах пьезометров. Отсчеты давлений брать по центру мениска жидкостей, находящихся в пьезометрах. Изменить давление в воздушной области основного резервуара и снова взять отсчеты по шкалам пьезометров. Указанные измерения произвести три раза. Результаты измерений занести в соответствующие графы формы отчета по лабораторной работе (табл.2).
Одновременно фиксировать показания пьезометра № 3. (таблица 3), сравнивая его показания с показаниями пьезометров № 1 и № 2.
2. Измерение вакуума в воздушной области основного резервуара
Для создания вакуума сначала соединить замкнутую воздушную
область основного резервуара с атмосферой, т.е. открыть атмосферный кран 3. После того, как давление в замкнутой области будет одинаковым с атмосферным, взять отсчет по обратному пьезометру № 4 при атмосферном давлении.
Затем закрыть кран 3, кран 6 открыть, поворотом рукоятки крана 19 запустить водоструйный насос 11. Далее, после установления разрежения в воздушной области основного резервуара, водоструйный насос выключить и произвести отсчеты по шкалам пьезометров № 1 и № 2 и обратного пьезометра № 4.
Указанные измерения вакуума выполнить три раза. Результаты измерений занести в соответствующие графы формы отчета по лабораторной работе (табл.4). Для снятия вакуума необходимо открыть кран 20 .
Таблица 1
| Символ | Наименование |
| 0 | Кран закрыт |
| I | Кран открыт |
| Избыточное давление |
| Вакуум |
| Вода |
| Ра | Давление атмосферное |
| РА | Давление абсолютное |
 
| Плавное регулирование |
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 147; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!