|
| Рис.4.1. Схема лабораторной установки [13] |
| 
|
| Рис. 4.2. Схема водомера Вентури [13] |
Из напорного бака 1 вода поступает в горизонтальную трубу 2, в средней части которой установлен расходомер Вентури 3 с пьезометрами. Изменение расхода достигается изменением сопротивления вентиля 4 в конце трубы. Измерение расхода ведется с помощью мерной ёмкости 5 с водомерным стеклом 6.
Водомер Вентури – это двухконусный водомер (рис. 4.2), состоящий из двух конусообразных патрубков со вставкой меньшего диаметра по сравнению с диаметром трубы, в которую вставляется водомер. Вдоль оси прибора устанавливаются два пьезометра: один – перед началом конусообразного сечения, второй – по середине суженной вставки.
Порядок проведения опытов.
Установив произвольное открытие вентиля 4, выждать некоторое время, чтобы течение в трубе стало установившимся. Замерить показания пьезометров по миллиметровой шкале. Одновременно замерить объем воды, поступившей в мерную емкость, засекая при этом время ее наполнения.
Повторить опыты 3-4 раза при разных произвольных положениях вентиля 4.
Все опытные данные заносятся в соответствующую таблицу отчета.
Обработка экспериментальных данных.
Применяя уравнение Бернулли к потоку, протекающему через расходомер, установить функциональную зависимость между перепадом статических напоров 
и расходом жидкости 
.
Для каждого опыта определить разность пьезометрических высот по формуле
.
Вычислить теоретическое значение расхода по зависимости
,
где 
– константа прибора, определяется по выражению
.
Вычислить действительный расход на основании проведенных замеров объемов 
по формуле
.
Найти значения коэффициента расхода водомера, соответствующие каждому опыту, по формуле
.
Взять среднеарифметическое значение 
и окончательно записать функциональную зависимость расхода от перепада статических напоров с указанием единиц измерения всех членов.
Форма отчета.
Таблица 4.1 – Регистрация опытных данных [13]
| № опыта | Диаметр, см | Показания пьезометра, см | Объем воды
 , см3
| Время наполнения бака
 , с
| ||
патрубка
| горловин
| 
| 
| |||
Таблица 4.2 – Обработка опытных данных [13]
| № опыта | Площадь поперечного сечения патрубка
 , см2
| Разность показаний пьезометров  , см
| Расход воды, см3/с | Коэффициент расхода 
| |
по опыту 
| по формуле 
| ||||
7. Контрольные вопросы:
1. Каково назначение водомера Вентури? На каком принципе основана работа водомерных устройств?
2. Запишите уравнение Бернулли и дайте геометрическую и физическую интерпретацию уравнения.
3. Что называется пьезометрической высотой и пьезометрическим (статическим) напором?
4. Покажите на рисунке разность пьезометрических высот и пьезометрических напоров при горизонтальном и наклонном положении водомера.
5. Изменяются ли формулы для определения расхода водомера при наклонном положении водомера?
6. Записать и пояснить уравнение неразрывности потока.
7. В какой зависимости находится соотношение между скоростями в сечениях водомера от соотношения диаметров в этих сечениях?
8. Как определить константу и чему она равна?
9. Какого рода потери имеются в водомере? Пояснить влияние потерь при вычислении теоретического расхода.
10. Чем вызвано введение коэффициента в формулу расхода?
11. Пояснить, зачем устраивается суженная вставка между конусами водомера.
12. Что называется диффузором и конфузором?
Лабораторная работа № 5
