Описание установки и выполнения работы

 

2.1 Описание установки. Установка (рисунок 6.1) состоит из горизонтального стального трубопровода 3, присоединенного к напорному резервуару 2, в котором уровень воды во время опытов поддерживается на постоянной отметке с помощью переливного устройства 1. В конце трубопровода 3 имеется вентиль 6 для регулирования скорости движения воды в нем, клапанный затвор 5, позволяющий практически мгновенно перекрывать трубопровод, пружинный манометр 4, с помощью которого измеряется давление в жидкости до и в момент закрытия затвора.

Для измерения расхода воды служит мерный бак 7 снабженный водомерной трубкой со шкалой, и секундомер.

2.2 Порядок выполнения работы и обработка опытных данных

1. Измерить по манометру 4 давление в трубопроводе 3 до удара (при закрытом вентиле 6) и результаты измерения записать в таблицу 6.1.

2. Открыв (неполностью) вентиль 6, обеспечить пропуск по трубопроводу 3 некоторого расхода воды.

3. Измерить расход воды Q с помощью мерного бака 7 и секундомера. При этом измеряемый объем воды должен быть не менее 50 литров.

4. Перекрыть затвором 5 трубопровод 3 и измерить по манометру 4 величину максимального давления при ударе.

5. Записать в таблицу полученные при измерениях данные.

6. Сделать еще два аналогичных опыта при других расходах воды.

7. Обработать опытные данные так, как указано в таблице 6.1.

8. Дать заключение по результатам работы.

Рисунок 6.1 ─ Схема установки

Таблица 6.1 - Результаты измерений и расчета

№ поз.	Наименования измеряемых и вычисляемых величин	Единицы измерения	Результаты измерений и вычислений
Опыт 1	Опыт 2	Опыт 3
	Внутренний диаметр трубопровода d	м
	Толщина стенки трубопровода d	м
	Площадь поперечного сечения трубопровода w = pd2/4	м2
	Объем воды в мерном баке W	м3
	Время наполнения объема t	С
	Расход воды в трубопроводе Q = W/t	м3/с
	Средняя скорость движения воды в трубопроводе (до удара) V = Q/w	м/с
	Скорость распространения ударной волны	м/с
	Повышение давления при ударе по формуле Н. Е. Жуковского Dp = rCV	Па
	Давление в трубопроводе до удара (по манометру) р1	Па
	Наибольшее давление в трубопроводе при ударе (по опытам) р2	Па
	Повышение давления при ударе (по опытам) Dроп = р2 - р1	Па
	Относительное отклонение	%

3.Основные контрольные вопросы

 

1. Сформулируйте понятия гидравлического удара.

2. Прямой и непрямой гидравлический удар.

2. Что такое фаза удара?

3. Объясните процесс изменения давления в трубопроводе, питаемом из резервуара, при прямом гидравлическом ударе.

4 Напишите и поясните формулу Н. Е. Жуковского для определения повышения давления при ударе.

5 Напишите и поясните формулу для определения скорости распространения ударной волны.