КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Общие сведения. к выполнению лабораторных работ по гидравликеСтр 1 из 8Следующая ⇒ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению лабораторных работ по гидравлике
УФА 2008 Методические указания предназначены для студентов III курса факультета землеустройства и лесного хозяйства, механизации и электрификации сельского хозяйства, технологических специальностей пищевых производств. Содержат описания лабораторных работ по гидравлическим измерениям; изучению уравнения Бернулли, режимов движения жидкости, гидравлических сопротивлений. По каждой теме приведены теоретические и практические основы рассматриваемого вопроса (общие положения), описание лабораторной установки, порядок выполнения работы и обработки опытных данных, форма представления результатов. Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета землеустройства и лесного хозяйства (протокол №2 от 11 ноября 2008 г.)
Составитель: профессор Алмаев Р.А.
Рецензент: доцент Галин Н.М.
Ответственный за выпуск: заведующий кафедрой гидравлики профессор Алмаев Р.А. Лабораторная работа №1 ИЗМЕРЕНИЕ ОСНОВНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЖИДКОСТИ
Общие сведения
В лабораторной практике, а также при выполнении различных технологических процессов, приходится измерять следующие параметры: уровень, давление и расход жидкости. Измерение уровня.Простейшим прибором является стеклянная трубка, соединенная с нижним концом с открытым резервуаром, в котором определяется уровень. В трубке и резервуаре, как в сообщающихся сосудах, положение уровня жидкости будет одинаковым. Широкое применение получили поплавковые уровнемеры (в топливных баках, групповых автопоилках, различных технологических резервуарах). Рабочий орган прибора – поплавок - следует за измерением уровня жидкости, и соответственно меняются показания по шкале. Механическое перемещение поплавка (первичного датчика) вверх-вниз может быть преобразовано в электрический сигнал посредством реостата или катушки индуктивности и зафиксировано вторичным прибором. В этом случае возможна дистанционная передача показаний. Из приоров, основанных на косвенных методах определения искомой величины, наибольший практический интерес представляет емкостный уровнемер. В нем в качестве датчика используется металлический электрод, покрытый тонким слоем изоляции из пластмассы. Система электрод-жидкость-резервуар при подключении тока образует конденсатор, емкость которого зависит от уровня жидкости. К недостаткам емкостных датчиков относят значительную зависимость показаний от состояния изоляции электрода. Измерение давления. По назначению различат приборы для измерения атмосферного давления (барометры), избыточного давления (манометры – при ризб > 0 и вакуумметры - при ризб < 0), разности давлений в двух точках (дифференциальные манометры). По принципу действия различают приоры жидкостные и плунжерные. В жидкостных приборах измеряемое давление уравновешивается столбом жидкости, высота которого служит мерой давления. Отличается простотой конструкции пьезометр, представляющий собой вертикальную стеклянную трубку, соединенную нижним концом с местом измерения давления (рис.1.1а).
а) б)
Рисунок 1.1 Жидкостные приборы: а) пьезометр; б) U – образная трубка
Величина давления в точке подключения определяется по высоте h подъема жидкости в пьезометре: р=rgh, где r - плотность жидкости. Пьезометры удобны для измерения небольших избыточных давлений – порядка 0,1-0,2 ат. Функционально шире возможности у двухтрубных U – образных приборов (рис.1.1б), которые используются в качестве манометров, вакуумметров и дифференциальных манометров. Стеклянную трубку прибора можно заполнить более тяжелой жидкостью (например, ртутью). Жидкостные приборы имеют относительно высокую точность, применяются для технических измерений, а также градуировки и проверки других типов приборов. В пружинных приборах измеряемое давление воспринимает упругий элемент (трубчатая пружина, мембрана, сильфон), деформация которого служит мерой давления. Широко распространены приборы с трубчатыми пружинами. В таком приборе нижний открытый конец трубки овального сечения (рис.1.2а) жестко закреплен в корпусе, а верхний (закрытый) конец свободен в пространстве. Под действием давления среды трубка стремится разогнуться (если р>рат) или, наоборот, еще более согнуться (если р<рат). В показывающих приборах упругий элемент, перемещаясь, воздействует через передаточный механизм на стрелку и по шкале ведется отсчет измеряемого давления. В приборах с дистанционной передачей показаний механическое перемещение упругого элемента преобразуется в электрический (или пневматический) сигнал, который регистрируется вторичным прибором.
а) б)
в)
Рисунок 1.2 Пружинные приборы: а) с трубчатой пружиной; б) сильфонный; в) мембранный
а) б)
Рисунок 1.3 Счетчики жидкости: а) объемный с овальными шестернями; б) скоростной с крыльчатой вертушкой По классу точности приборы с трубчатыми одновитковыми пружинами делят на: - технические (для рядовых измерений – класс точности 1,5; 2,5; 4,0); - образцовые (для точных измерений – класс точности 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0); - контрольные (для проверки технических приоров – класс точности 0,5 и 1,0). Класс точности указывается на циферблате прибора; он характеризует предельную ошибку прибора в % от максимального значения шкалы при нормальных условиях (t=20°C, р=760 мм.рт.ст.). Измерение расхода.Наиболее простой и точный метод определения расхода жидкости – объемный с использованием мерного сосуда. Измерение сводится к регистрации времени Т наполнения сосуда с известным объемом W. Тогда расход Q=W/Т. В производственных условиях в качестве измерителей количества жидкости W применяют различные объемные и скоростные счетчики (крыльчатые и турбинные). Метод позволяет определить осредненные во времени значения Q. Для измерений мгновенных расходов в напорных трубопроводах применяют различные типы расходомеров (рис.1.4). Удобны для измерений расходомеры с сужающими устройствами. Принцип действия прибора основан на создании в потоке с помощью сужающего устройства (например, диафрагмы) перепада статических напоров и его измерения дифференциальным манометром (рис.1.4б). Расход жидкости определяется по тарировочному графику Q = f(h) или по формуле: Q = mwÖ2gh, (1.1) где m – коэффициент расхода сужающего устройства; w – площадь отверстия сужающего устройства; h – показание дифференциального манометра.
|