Мета: Визначити сталу витратоміра Вентурі

 

Теоретичні положення

Для вимірювання витрат рідини в трубах використовуються різні прилади, в тому числі дросельні витратоміри, що в сучасній техніці отримали широке розповсюдження. Одним з таких витратомірів є витратомір Вентурі, схема якого наведена на рис. 1.

Тарировка витратоміра полягає в випробувані приладу з вимірюванням витрати іншим, більш точним способом і визначення постійної витратоміра .

Запишемо рівняння Бернуллі для потоку реальної рідини:

(1)

Для перерізів 1-1 та 2-2 в яких встановленні п’єзометричні трубки 1 та 2 відносно площини довільної площини порівняння О-О (рис. 1):

1. Відстані від площини порівняння до центру ваги перерізів

(2)

2. П’єзометричні висоти

(3)

де – рівні рідини в п’єзометрі 1 та 2;

3. Швидкості в перерізах можна виразити через витрату:

(4)

де – діаметр труби та її звуженої частини.

4. Сумарні втрати напору визначаються місцевими втратами при плавному звуженні.

Поздовжніми втратами можна знехтувати із-за малої відстані між перерізами. Тоді

(5)

де (дзета) – коефіцієнт місцевого опору.

Рівняння (1) з врахуванням рівнянь (2)-(5) можна записати:

(6)

З рівняння (6) отримаємо

(7)

де – постійна витратоміра.

 

Опис лабораторної установки

Установка являє собою ділянку напірного трубопроводу діаметром з під’єднаним до неї витратоміром Вентурі.

Витратом Вентурі – це дросельний витратомір, що являє собою трубу діаметром , в якій створене звуження діаметром . П’єзометри 1 та 2 вимірюють різницю напорів у перерізах 1-1 та 2-2.

Установка оснащена впускним та випускним вентилем, за допомогою яких встановлюється певна витрата рідини, та зливним баком. Об’єм води, яка витекла з трубопроводу визначається за допомогою лінійки водомірного скла в зливному баку. Час наповнення зливного бака визначається за допомогою секундоміра.

Рис. 1. Схема водоміра Вентурі

 

Порядок виконання роботи

1. За допомогою впускного та випускного вентиля створюємо такий напір води з постійною витратою, при якому режим її протікання в трубопроводі буде стаціонарним.

2. Знімаємо покази п’єзометрів 1 та 2 та заносимо їх у таблицю 1.

3. Визначаємо об’єм води в зливному баку час його наповнення .

4. Визначаємо витрату води за формулою .

5. Визначаємо постійну витратоміра за формулою .

6. Змінюємо витрату за допомогою впускного та випускного вентилів та повторюємо пункти 2-5, знімаючи покази для другого та третього дослідів.

7. Знаходимо середнє значення постійної витратоміра за формулою .

8. Знаходимо значення коефіцієнта місцевого опору витратоміра Вентурі за формулою , де – коефіцієнт Коріоліса. Для турбулентного режиму .

Результати виконаних розрахунків заносимо в таблицю 1. Робимо висновки

Таблиця 1

№досліду	Покази п’єзометрів	Об’єм води в зливному баку,	Час наповнення зливного баку,	Витрата,	Постійна витратоміра А		Коефіцієнт опору ζ
1.
2.
3.

 

Контрольні запитання

1. Що таке витрата? Які одиниці вимірювання витрати?

2. З чого складаються дросельні витратоміри?

3. Як залежить витрата від різниці тиску (напору) у витратомірі.

4. Запишіть рівняння нерозривності потоку і охарактеризуйте всі величини, що в нього входять.

5. Яка різниця між рівнянням нерозривності потоку та рівнянням витрат?

6. Як позначаються сумарні гідравлічні втрати і чим вони обумовленні?

7. Як визначаються місцеві втрати потоку?

8. Як обчислюється постійна витратоміра теоретичним шляхом?

9. Як обчислюється постійна витратоміра при відомій витраті рідини?

Лабораторна робота №6

Тема: Дослідження опорів запірно-регулювальної апаратури

Мета: Визначити експериментальним шляхом коефіцієнт опору діафрагми та сопла

 

Теоретичні положення

В місцях різких змін потоку, наприклад на поворотах, при звуженні потоку встановленою апаратурою (діафрагма, сопло, засувка, вентиль, клапан) внаслідок перерозподілу швидкостей і утворенню завихрювань, виникають допоміжні опори.

Складні явища, які мають місце при проходженні рідини через вентилі, клапани, діафрагми та інші місця різких змін форми потоку, ускладнюють проведення теоретичного аналізу і тому втрати напору визначають за формулою Вайсбаха:

(1)

де – коефіцієнт місцевого опору;

– середня швидкість після місцевого опору.

Для двох перерізів, розміщених безпосередньо перед і за місцевим опором, рівняння Бернуллі має вигляд:

(2)

З рівняння (2)

(3)

У випадку коли вісь трубопроводу горизонтальна, діаметр трубопроводу до і після місцевого опору одинаків.

(4)