Gidravlika_Potemina

0,62, для цилиндрического насадка = 0,80, для коноидального насадка = 0,97.

II.2. Методика построения напорной и пьезометрической линий

ПРИМЕР: Вода поступает из резервуара А в резервуар В по трубопроводу длиной l = 5 м , диаметром d = 50 мм . Показания манометра составляет РМ = 0,3 ат. Скорость движения воды в

пьезометрическую линии. Рассчитать гидравлический и пьезометрический уклоны (рис. 2.18).

Рис. 2.18.

Порядок построения:

1. Записать уравнение Бернулли для начального (Н - Н) и конечного (К - К) сечений, плоскость сравнения О – О (рис. 2.18)

2. Определить параметры, входящие в уравнение Бернулли для начального и конечного сечений:

92

4.Рассчитать потери напора на каждом сопротивлении: а) потери напора на вход в трубопровод:

в) потери напора на выходе из трубопровода в резервуар :

5.Определить суммарные потери напора:

hWH K hl hМ .С. 2,8 0,4 0,8 4 м .

6.Выполнить проверку по уравнению:

начального и конечного сечений, показать полные гидродинамические

Рис. 2.19.

8. Построить напорную линию (Н – 2 – 3 – Н). Для этого необходимо последовательно вычитать потери напора, нарастающие вдоль потока, из

93

полного гидродинамического напора в начальном сечении. Показать потери напора на каждом сопротивлении и общие потери напора – h Wн-к .

9.Построить пьезометрическую линию (Р – Р), характеризующую

изменение гидростатического напора потока . Для этого необходимо в каждом сечении из полного напора потока вычесть величину соответствующего скоростного напора.

10.Рассчитать величину гидравлического уклона

Гидравлический уклон J – характеризует изменение полного гидродинамического напора по длине или отношение суммарных потерь напора к длине трубопровода, т.е.:

Для нашего случая рассчитаем гидравлический уклон:

Вывод:

1)Т.к. J = Jp , следовательно, напорная линия и пьезометрическая линия располагаются параллельно;

94

2) Т.к. Jp>0 ,следовательно, пьезометрическая линия нисходящая.

III. Лабораторные работы

3.1Указания к выполнению лабораторных работ

Лабораторные работы выполняются в лаборатории кафедры в часы занятий по расписанию.

К лабораторным работам допускаются подготовленные студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности.

Подготовка к лабораторным работам производится во внеаудиторное время и включает:

а) подготовку по теории к теме лабораторного занятия; б) подготовку к проведению непосредственно лабораторной работы–

в лабораторной тетради должна быть зарисована схема экспериментальной установки, записаны необходимые расчетные формулы и заготовлены таблицы для записи и обработки опытных данных.

Отчет по лабораторной работе оформляется в соответствии с ЕСКД.

3.2Содержание отчета

1.Название лабораторной работы.

2.Цель работы.

3.Схема лабораторной установки.

4.Основные расчетные уравнения и формулы.

5.Таблица наблюдений и вычислений.

6.Графики, эпюры, построенные по результатам вычислений и обработки опытных данных.

7.Оценка погрешности эксперимента.

8.Выводы о проделанной работе.

Отчет защищается путем личного собеседования с преподавателем.

Лабораторная работа №1 Методы измерения гидростатического давления

Цель работы: Изучение конструкций приборов и способов измерения гидростатического давления.

1. Основные положения и общие зависимости Приборы для измерения давления по характеру измеряемой

величины подразделяются на:

1) барометры, измеряющие атмосферное давление;

95

2)манометры, измеряющие разность абсолютного и атмосферного давлений, т.е. избыточного (манометрического) давления;

3)вакуумметры, служащие для измерения отрицательного избыточного давления – вакуума;

4)мановакуумметры, измеряющие как избыточное давление, так и вакуумметрическое;

5)дифференциальные манометры, которые измеряют разность давлений. По принципу действия различают приборы жидкостные и механические.

Кжидкостным приборам относятся: пьезометр, манометр, дифференциальный манометр. Жидкостные приборы (рис. 1.1.) основаны на уравновешивании измеряемого давления высотой столба рабочей жидкости определенного объемного веса.

Рис. 1.1. Жидкостные приборы для измерения давления: пьезометры открытого (а) и закрытого (б) типа; дифманометр (в); U-образные (г) манометр и вакуумметр (д); простой вакуумметр (е)

Кмеханическим приборам (рис. 1.2.) относятся: пружинно-трубчатые

имембранные манометры, мановакуумметры, барометры. Действие механических манометров основано на применении закона Гука. Сила

96

давления деформирует упругий элемент прибора (пружину, мембрану), а возникшая деформация, после тарирования, является мерой давления.

Рис. 1.2. Механические приборы для измерения давления: пружинный трубочный (а); мембранный (б)

При определении гидростатического давления, как правило, оперируют абсолютным (полным) давлением Р, манометрическим (избыточным) давлением РM и вакуумом РV (отрицательным избыточным давлением). Между этими величинами существуют следующие зависимости:

Из рис. 1.3 видно, что величина вакуума не может быть больше атмосферного давления. Отсюда же можно сформулировать понятия манометрического давления и вакуума.

Манометрическое давление - это избыток абсолютного давления над атмосферным.

Вакуум - отрицательное избыточное давление (недостаток абсолютного давления до атмосферного).

Полное или абсолютное гидростатическое давление Р в любой точке покоящейся жидкости складывается из давления на свободной поверхности жидкости Р0 и веса столба жидкости с основанием, равным единице площади, и высотой равной глубине h расположения рассматриваемой точки под уровнем свободной поверхности:

В гидротехнической практике применяются следующие единицы измерения давления: кгс/см2, ат, кгс/м2, Н/м2 (Па), м или мм ст. жидкости. Между ними существует связь:

1 ат = 1 кгс/см2 = 104 кгс/м2 = 9,81 104 Н/м2 = 10 м. вод. ст. = 736 мм.рт.ст.

97

воздухом, для чего используется экспериментальная установка (рис.1.4). Установка состоит из вакуум-насоса I, трехходового крана II, группы

механических приборов III, группы жидкостных приборов IV.

В группу механических приборов III входят: пружинно-трубчатый манометр открытого типа (1), пружинно-трубчатый манометр закрытого типа (2), пружинно-трубчатый манометр закрытого типа (3), включенные в линию нагнетания вакуум-насоса (I) при помощи резиновых трубок Т; мановакуумметр закрытого типа (4), пружинно-трубчатый вакуумметр закрытого типа (5), включенные в линию всасывания вакуум-насоса (I) при помощи резиновых трубок Т.

Группа жидкостных приборов IV смонтирована на щите III. Она состоит из двух U-образных манометров (одно колено сообщается с атмосферой) и двух пьезометров:

U-образный манометр, заполненный водой (6);

U-образный манометр, заполненный веретенным маслом (7), включены в линию нагнетания вакуум-насоса I при помощи металлических трубок М и тройников ТР; пьезометр (8) с открытым верхним концом, сообщенным с атмосферой и нижним концом, опущенным в закрытый резервуар А, заполненный водой, сообщается с линией нагнетания вакуумнасоса I при помощи металлических трубок М и тройников ТР; вакуумметр (9), верхний конец которого связан с линией всасывания вакуум-насоса I при помощи металлических трубок М, а нижний конец опущен в открытый резервуар Б, заполненный водой.

3. Порядок проведения опытов

На экспериментальной установке (рис. 1.4.) устанавливаем трехходовой кран П в позицию О и включаем электродвигатель вакуумнасоса I. В нагнетательной линии вакуум-насоса I устанавливается давление больше атмосферного, во всасывающей линии вакуум-насоса I устанавливается давление меньше атмосферного. После стабилизации давления в системе, что определяется по устойчивым показаниям приборов (уровни жидкости в коленах U-образных манометров 6 и 7 и в пьезометре 8 установились без колебаний), приступаем к проведению опытов.

98