Измерение скорости потока и расхода жидкости
Для измерения скорости в точках потока широко используется работающая на принципе уравнения Бернулли трубка Пито (рис.3), загнутый конец которой направлен навстречу потоку. Трубка полного напора, или трубка Пито , служит для измерения скорости потока, например в трубе. Если установить в одном сечении потока трубку, изогнутую под углом 90, отверстием навстречу потоку и пьезометр, то жидкость в трубке поднимется над уровнем жидкости в пьезометре на высоту, равную скоростному напору. Объясняется это тем, что скорость частиц жидкости, попадающих в отверстие трубки, уменьшается до нуля, следовательно, давление увеличивается на величину скоростного напора. Измерив, разность высот подъема жидкости в трубке Пито и пьезометре, легко определить скорость жидкости в данной точке. Пусть требуется измерить скорость жидкости в какой-то точке потока. Поместив конец трубки в указанную точку и составив уравнение Бернулли для сечения 1-1 и сечения, проходящего на уровне жидкости в трубке Пито получим где Н - столб жидкости в трубке Пито. Рис. 3. Трубка Пито и pасходомер Вентури Для измерения расхода жидкости в трубопроводах часто используют расходомер Вентури, действие которого основано так же на принципе уравнения Бернулли. Расходомер Вентури состоит из двух конических насадков с цилиндрической вставкой между ними (рис.3). Если в сечениях I-I и II-II поставить пьезометры, то разность уровней в них будет зависеть от расхода жидкости, протекающей по трубе. Расходомер Вентури представляет собой устройство, устанавливаемое в трубопроводах и осуществляющее сужение потока – дросселирование. Расходомер состоит из двух участков – плавно сужающегося (сопла) и постепенно расширяющегося (диффузора). Скорость потока в сужающемся месте возрастает, а давление падает. Возникает разность (перепад) давлений, которую можно измерить двумя пьезометрами или дифференциальным U-образным ртутным манометром. Пренебрегая потерями напора и считая z1 = z2 , напишем уравнение Бернулли для сечений I-I и II-II: или Используя уравнение неразрывности Q = υ1ω1 = υ2ω2 сделаем замену в получено выражении: Решая относительно Q, получим Выражение, стоящее перед , является постоянной величиной, носящей название постоянной водомера Вентури. Из полученного уравнения видно, что h зависит от расхода Q. Часто эту зависимость строят в виде тарировочной кривой h от Q, которая имеет параболический характер. Карбюратор поршневых двигателей внутреннего сгорания (рис.4) служит для подсоса бензина и смешивания его с потоком воздуха. Поток воздуха, засасываемого в двигатель, сужается в том месте (сечение 2-2), где установлен распылитель бензина (обрез трубки диаметром d). Скорость воздуха в этом сечении возрастает, а давление по закону Бернулли падает. Благодаря пониженному давлению бензин вытекает в поток воздуха.
Рис. 4. Схема карбюратора
Струйный насос (эжектор) (рис.5) состоит из плавно сходящегося насадка 2, осуществляющего сжатие потока, и постепенно расширяющейся трубки 4, установленной на некотором расстоянии от насадка в камере 3. Вследствие увеличения скорости потока давление в струе потока на выходе насадка 2 и во всей камере 3 значительно понижается. В расширяющейся трубке 4 скорость уменьшается, а давление возрастает приблизительно до атмосферного (если жидкость вытекает в атмосферу). Следовательно, в камере 3 давление обычно меньше атмосферного, т.е. в ней имеется разрежение (вакуум). Под действием разрежения жидкость из нижнего резервуара всасывается по трубе 1 в камеру 3, где происходит слияние и перемешивание двух потоков. Рис. 5. Схема струйного насоса (эжектора): 1 — труба; 2 — насадок; 3 — камера; 4 — расширяющаяся трубка
Практическая работа №5.
Тема:Режимы движения жидкости. Цель работы: Ознакомиться с режимами движения жидкости и опытом Рейнольдса. Ход работы: 1. Записать определение ламинарного режима течения. 2. Записать определение турбулентного режима течения. 3. Зарисовать экспериментальную установку О.Рейнольдса и описать опыт. 4. Определить число Рейнольдса и режим движения воды в водопроводной трубе d мм, если расход воды Qм3/с. Температура воды t0С. 5. Применяемые в водоснабжении и канализации трубы имеют минимальный диаметр dminмм максимальный диаметр dmaxмм. Расчётные скорости движения воды в них v1…v2 м/с. Определить минимальное и максимальное числа Рейнольдса и режим течения воды в этих трубопроводах.
6. Вывод по работе.
Контрольные вопросы: 1. Дайте определение ламинарного режима течения. 2. Дайте определение турбулентного режима течения. 3. Перечислите факторы, от которых зависит характер течения жидкости. 4. В чем заключается физический смысл числа Рейнольдса. 5. Что означает критическое число Рейнольдс
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (5705)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |