отчет 3 лаб электро
.docМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Кафедра транспорта и хранения нефти и газа
Отчет по лабораторной работе №3
Тарирование расходомера
Выполнила: студентка гр. ГГ-10-2 /Иванова В.В./
(подпись) (Ф.И.О.)
Проверил: доцент ________ / Шалыгин А.В./
(подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2012 год.
Цель работы: Опытное определение расходов жидкости через расходомерное устройство. Определение значения константы расходомера.
Краткие теоретические сведения:
Схема расходомера типа трубы Вентури с пьезометрами, присоединёнными к широкому и узкому её сечениям, представлена на рис.3.1. На участке расходомера сечение потока в трубопроводе сначала сужается, за счет чего средняя скорость жидкости увеличивается, а затем снова плавно расширяется до первоначальной величины. Возникающее при этом преобразование части статического напора Н = z + p/(pg) (z - геодезический напор; p/(pg)- пьезометрический напор) в скоростной отражается на уровнях жидкости в пьезометрах Н1= z1 + р1 /(р g) и Н2= z2+ р2 /(р g). При этом уровень в пьезометре, установленном в узкой части расходомера, будет ниже, чем в пьезометре, установленном в широкой части, на величину , которая включает в себя и потери напора на участке между пьезометрами.
Зависимость между расходом жидкости в трубе Q и величиной , устанавливаемая на основе уравнений Бернулли и неразрывности, имеет вид:
где С - константа расходомера.
(величину С можно также определить опытным путем); ( - коэффициент расхода; F и Fc - площади поперечных сечений трубы соответственно до сужения и в узком сечении.
Опыт показывает, что в условиях турбулентного режима константы и С для каждого расходомера есть величины постоянные при различных значениях Q и. Опытное определение константы расходомера С называется его тарированием. Зависимость между, и , определяемая на основе уравнений гидростатики, имеет вид:
где - плотность ртути, =13600 кг/м3; - плотность жидкости в трубопроводе, кг/м3.
Тарирование расходомеров всех видов, в том числе и трубы Вентури, заключается в опытном определении расходов жидкости через расходомерное устройство на нескольких режимах при одновременной регистрации разности напоров в широком и узком сечениях. В связи с тем, что значения констант расходомера в силу погрешностей измерений в каждом из опытов могут несколько отличаться, необходимо определить средневзвешенное по всем опытам значение этой величины. Для этого могут быть использованы различные способы обработки опытных данных.
Расчетные формулы
Объем воды в мерном баке:
Расход воды в каждом замере:
,
Средний расход воды в каждом из опытов:
Разность показаний пьезометров в каждом из опытов:
Константа расходомера :
Описание установки:
Опытный трубопровод (рис.3.3) включает в себя два прямолинейных участка 14 и 17, расширенную часть 16, колено 1, мерную диафрагму 13 и задвижку 10, предназначенную для регулирования расхода в трубопроводе.
Трубопровод питается от напорного бака 7, снабжённого водосливом 4 и сливной трубой 8 для поддержания постоянного напора на входе в трубопровод. Поступление воды в бак 7 осуществляется по трубе 5 от лабораторного насоса и регулируется задвижкой 6. Вода, пройдя через опытный трубопровод, сливается в малый сливной бак 12 площадью 0,475 м2. Мерный бак снабжён водомерной стеклянной трубкой 11 для определения разности уровней воды в нём до и после замера.
К трубопроводу в десяти сечениях приварены штуцера (помечены на схеме рис. 3.3 номерами с I по X), которые соединены резиновыми шлангами со стеклянными пьезометрами, установленными на щитах 2, с миллиметровой градуировкой и началом отсчёта от плоскости, в которой находится ось трубопровода.
Для контроля уровня воды, в баке 7 установлена водомерная стеклянная трубка 3. В процессе опытов на всех режимах нужно следить за тем, чтобы сток через сливную трубу 8 не прекращался, иначе начнётся падение уровня воды в баке 7 и результаты опыта не будут соответствовать тем результатам, которые должны быть получены при постоянном напоре воды на входе в трубопровод.
Опытные и расчетные величины
Номер опыта |
Номер замера |
t,c |
, м |
W, |
Q |
, |
, дм |
1
|
1 |
40,9 |
0,1 |
0,0475 |
1,116 |
1,115 |
10,8 |
2 |
40,5 |
1,117 |
|||||
3 |
41,8 |
1,113 |
|||||
2
|
1 |
24,2 |
0,1 |
0,0475 |
1,962 |
1,921 |
10,35 |
2 |
24,3 |
1,954 |
|||||
3 |
25,7 |
1,848 |
|||||
3
|
1 |
19,5 |
0,1 |
0,0475 |
2,435 |
2,496 |
9,92
|
2 |
19,1 |
2,487 |
|||||
3 |
18,5 |
2,567 |
|||||
4
|
1 |
16,7 |
0,1 |
0,0475 |
2,844 |
2,794 |
9,55 |
2 |
17,1 |
2,777 |
|||||
3 |
17,2 |
2,761 |
,дм |
,дм |
||||||
10,05 |
0,75 |
0,96 |
1,371 |
0,047 |
-0,125 |
0,121 |
1,321 |
8,46 |
1,89 |
2,64 |
0,283 |
0,276 |
|||
6,75 |
3,17 |
4,44 |
0,397 |
0,501 |
|||
5,3 |
4,25 |
5,75 |
0,446 |
0,628 |
Пример вычисления опыта №3:
-
Объём воды в мерном баке
-
Расход воды:
-
Средний расход воды:
-
Разность показаний пьезометров:
-
Из графика зависимости путём не сложных алгебраических преобразований:
График зависимости
График зависимости .
Вывод: В данной лабораторной работе мы определили константу расходомера двумя способами обработки опытных данных, графическим и способом наименьших квадратов. Получили и . Разница в полученных значениях константы получилась в результате погрешности измерений. Построили график зависимости величины разности напоров в широком и узком сечении , от расхода жидкости в трубе Q, получили параболическую зависимость.