Исследование расхода жидкости с помощьюсужающих устройств

Цель работы: повышение уровня знаний по теме «Уравнение Бернулли для движения жидкости по трубам» и приобретение практических навыков по измерению расхода жидкости одним из легко реализуемых практических способов.

Задачи работы:

1. Ознакомиться с общей теорией измерения расхода жидкости и, в частности, с помощью сужающих устройств.

2. Ознакомиться со способом приближенного тарирования простейших измерительных устройств.

Теоретические основы

Для измерения расхода жидкости или скорости ее движения по трубопроводам применяется большое количество разнообразных приборов и устройств. Как правило, они требуют создания специальных мерных участков трубопроводов, в которых устанавливаются приборы. В условиях эксплуатации машин и сооружений может возникнуть задача приближенного определения расхода жидкости без их существенной переделки для установки измерителей расхода (скорости). Во многих случаях приемлемое решение этой задачи может быть обеспечено использованием сужающих устройств. Они представляют собой либо дроссельную шайбу или диафрагму (рис. 14.1), либо плавно изменяющееся по проходному сечению сопло (рис.14.2). Возможны и другие формы сужающих устройств вплоть до использования вместо них достаточно простых местных сопротивлений, имеющихся в реальной магистрали.

Измеряя перепады статического давления на сужающем устройстве (DН), можно определить объемный расход жидкости (Q) по формуле:

Q = с , (14.1)

гдес–расходная характеристика сужающего устройства.

30…45^o

Рис. 14.1. Нормальное сужающее устройство – диафрагма

Рис. 14.2. Нормальное сужающее устройство – сопло

r₂

Описание установки

Зависимость (14.1) можно использовать для измерения расхода жидкости. Задача состоит лишь в том, чтобы определить характеристику (с) применяемого устройства. Ее можно найти двумя способами – экспериментально, путем тарировки данного устройства на стенде или рассчитать по приводимым далее зависимостям.

Для проведения лабораторной работы используется схема блока установки, представленная на рис. 14.3.

Жидкость, участвующая в автономном процессе, поступает из напорного резервуара, проходит через установку и при открытом кране 2 попадает в бочку для слива. По мере движения вода проходит трубопровод переменного сечения (квадратное или прямоугольное) 4 с прозрачной передней стенкой. Перепад статических давлений на сужающем устройстве измеряется жидкостными манометрами 1. Расход жидкости измеряется при помощи счетчика 3.

Размеры установки, необходимые в расчетах:

– для расходомера «сопло»: DТ= 28 мм; d₀=8 мм; d₀/ D_Т = 0,29;

–размеры прямоугольного сечения трубопровода: а=8 мм; b= 28мм;

–размеры квадратного сечения трубопровода: а=8 мм; b= 8 мм.