Калинина В.С., Наумченко И.С.,Смирных А.А. Лабораторный практикум по гидравлике и гидравлическим машинам

Подождите немного. Документ загружается.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

В.С. КАЛИНИНА

И.С. НАУМЧЕНКО А.А. СМИРНЫХ

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

ПО ГИДРАВЛИКЕ И ГИДРАВЛИЧЕСКИМ

МАШИНАМ

Утверждено

редакционно-издательским советом академии

в качестве учебного пособия

Воронеж 2005

УДК 621.65(076.5)

ББК Л80–5 я 7

Н 31

Научный редактор д-р т.н., профессор А.Н. ОСТРИКОВ

Р е ц е н з е н т ы :

Кафедра гидравлики и теплотехники Воронежской

лесотехнической академии (зав. каф., проф. Попов В.М.).

Начальник отдела комплектации оборудования ОАО

«Воронежсинтезкаучук», Лях В.П.

Печатается по решению

редакционно-издательского совета

Воронежской государственной технологической академии

Лабораторный практикум по гидравлике и гидравлическим

машинам Учеб. пособие / В.С. Калинина, И.С.@Наумченко,

А.А. Смирных; Воронеж. гос. технол. акад., Воронеж. 2004,

90@с.

ISBN 5-89448-129-5

Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями,

предъявляемыми квалификационной характеристикой ГОС ВПО

подготовки инженеров по направлениям: 655900 - «Технология сырья

и продуктов животного происхождения» (специальностей 270900,

271000, 271100), 655800 - «Пищевая инженерия» (специальностей

170600,271300), Производство продуктов питания из растительного

сырья» (специальностей 270100, 270300, 270400, 270500), 656600 -

«Зашита окружающей среды» (специальностей 320200, 320700), 655500 -

«Биотехнология» (специальности@271500),@655700@-@«Технология

продовольственных продуктов специального назначения и общественного

питания» (специальности 271200), 657900 - «Автоматизированные технологии

и производства» (специальности@210200),@655400 - «Энерго- и

ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и

биотехнологии» (специальность@170500),@653800 - «Стандартизация,

сертификация и метрология» (специальность 072000), 651100 - «Техника и

физика низких температур» (специальность 070200), 654700 -

«Информационные системы» (специальность@071900), специальности 351400 –

«Прикладная информатика (в экономике)».. Оно предназначено для

закрепления теоретических знаний дисциплин "Гидравлика и

гидравлические машины" и "Гидравлика, гидро- и пневмопривод"

цикла ОПД. Рассмотрены классификация и принцип действия

основных приборов и устройств для измерения рабочих параметров

жидких сред и насосов. Даны основные параметры работы насосов и

их характеристики.

©@@Калинина В.С.,

Наумченко И.С.,

Смирных А.А., 2005

©@@Воронеж.@@гос.

Н 31

технол. акад., 2005

Содержание

Предисловие

Техника безопасности при работе в лаборатории

Требования к составлению отчета

1. Техника гидродинамического эксперимента

Приборы для измерения давления

Измерение скорости в потоках

Способы измерения расхода

2. Лабораторный практикум

Лабораторная работа №@1. Относительный покой

жидкости в равномерно вращающимся вокруг

вертикальной оси цилиндрическом сосуде

Лабораторная работа №@2. Изучение режимов

движения жидкости

Лабораторная работа №@3. Материальный и

энергетический балансы потока

Часть I. Построение диаграммы уравнения Бернулли

Часть II. Определение коэффициентов

гидравлического трения на прямолинейных участках

трубопровода

Часть III. Определение коэффициента местного

гидравлического сопротивления

Лабораторная работа №@4. Тарировка мерной

диафрагмы

Лабораторная работа №@5. Испытание центробежно-

вихревого насоса

Лабораторная работа №@6. Испытание центробежного

вентилятора

Лабораторная работа №@7. Изучение устройства

насосов и определение их параметров

Лабораторная работа №@8. Нормальные испытания

центробежного насоса

Лабораторная работа №@9. Кавитационные испытания

центробежного насоса

Библиографический список

ПРЕДИСЛОВИЕ

Лабораторный практикум предназначен для студентов

дневной и заочной форм обучения. В зависимости от

объема часов, выделяемых на лабораторные работы по

рабочей программе соответствующей специальности,

может выполняться лишь часть работ, представленных в

сборнике. На одну лабораторную работу отводится 2-4

часа.

При выполнении лабораторных работ студенты

должны ознакомиться с основными измерительными

приборами, применяемыми в гидравлическом

эксперименте, методикой измерений гидравлических

параметров, с правилами эксплуатации насосных

установок, регулирующей и запорной арматуры, а также

научиться производить гидравлические расчеты.

Перед началом эксперимента каждый студент должен

изучить методику выполнения работы, заготовить бланк

отчета и пройти собеседование с преподавателем по

вопросам выполнения данной работы. После окончания

лабораторных занятий результаты измерений

предъявляются преподавателю для визирования.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

ПРИ РАБОТЕ В ЛАБОРАТОРИИ

Выполняя экспериментальную часть работы,

студенты руководствуются методическими указаниями,

указаниями преподавателя и инструкцией по технике

безопасности.

1. К выполнению работ в лаборатории допускаются

студенты, получившие инструктаж по технике

безопасности у преподавателя с соответствующим

оформлением в журнале.

2. Необходимо начинать работу только с разрешения

преподавателя, полученного после проверки знаний

студента последовательности выполнения лабораторной

работы.

3. ЗАПРЕЩАЕТСЯ включать электропривод

установки, открывать и закрывать краны в трубопроводах,

если это не связано с выполнением работы.

4. Некоторые установки запитаны от водопроводной

сети, в которой давление воды может колебаться, поэтому

открывать краны необходимо медленно во избежание

повреждения установки и последующего выброса воды

или масла.

Пуск установки производиться в полном соответствии

с правилами, приведенными в описании каждой

лабораторной работы.

В случае появления стуков и ударов, а также

нарушения нормального режима работы машины,

установка должна быть немедленно выключена, о всех

замеченных неполадках и неисправностях студенты

обязаны ставить в известность преподавателя или

лаборанта.

ПОСЛЕ РАБОТЫ НЕОБХОДИМО ОТКЛЮЧИТЬ

ПИТАНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ И ПОДАЧУ

ВОДОПРОВОДНОЙ ВОДЫ К УСТАНОВКАМ.

ТРЕБОВАНИЯ К СОСТАВЛЕНИЮ ОТЧЕТА

Студент оформляет отчет по каждой лабораторной

работе на стандартных листах формата А4 с одной или

обеих сторон. Отчет по работе должен содержать:

 титульный лист;

 цель выполнения работы;

 принципиальную схему установки;

 таблицу опытных данных с указанием единиц

измерения всех величин;

 результаты последующих вычислений, сведенных

в таблицы;

 графики результатов работы, построенные на

миллиметровой бумаге с обязательным нанесением на них

экспериментальных и расчетных точек;

 выводы, соответствующие цели работы; с

объяснением причин возможного расхождения результатов

расчета и эксперимента.

К началу следующего занятия студен сдает

преподавателю оформленный отчет по предыдущей

работе. Защита отчета происходит по форме собеседования

преподавателя со студентом по теоретическим вопросам,

относящимся к выполненной работе и контрольным

вопросам к ней.

С незащищенными отчетами к следующим

лабораторным работам студенты не допускаются.

1. ТЕХНИКА ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО

ЭКСПЕРИМЕНТА

Приборы для измерения давления

Требования, предъявляемые современной наукой и

техникой к приборам для измерения давлений,

чрезвычайно разнообразны.

Многообразие требований породило огромное

количество приборов, различных по принципу действия,

точности измерения и конструктивному оформлению.

Условно все приборы для измерения давления можно

классифицировать по следующим признакам:

1) по роду измеряемой величины;

2) по принципу действия;

3) по классу точности.

По роду измеряемой величины в зависимости от

необходимости измерения атмосферного, абсолютного,

избыточного или вакуумметрического давления

существует несколько видов приборов.

Приборы, предназначенные для измерения

атмосферного давления, называются барометрами, для

измерения избыточного давления – манометрами, для

измерения вакуума – вакуумметрами.

Приборы, позволяющие измерять и избыточное

давление, и вакуум, называются мановакуумметрами.

В некоторых случаях бывает достаточно знать

разность давлений в двух различных точках; измерение

разности давлений может быть выполнено с помощью

дифференциального манометра.

По принципу действия все приборы можно разделить

на жидкостные, механические, электрические и

комбинированные.

К жидкостным относятся приборы, основанные на

гидростатическом принципе действия, заключающемся в

том, что измеряемое давление уравновешивается

давлением столба жидкости, высота которого

определяется непосредственно или путем расчета.

Принцип действия пружинных или механических

приборов заключается в том, что под действием давления

происходит деформация некоторого упругого элемента, и

величина этой деформации служит мерой измеряемого

давления.

Принцип действия электрических приборов основан

на изменении электрических свойств некоторых

материалов или изменении каких-либо электрических

параметров под действием давления.

К комбинированным относятся те приборы, принцип

действия которых носит смешанный характер.

По точности показаний все серийно выпускаемые

приборы делятся на классы. Классом точности прибора

называется число, выражающее максимальное значение

возможной погрешности в процентах от предельного

значения шкалы прибора.

Установленные классы точности для приборов

давления соответствуют следующему ряду: 0,005; 0,01;

0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4,0; 6,0. Для пружинных

образцовых манометров и вакуумметров дополнительно

допущен класс 0,35.

Исходя из требований поверочной практики,

необходимо классифицировать приборы еще по

принципу их назначения. Все механические приборы

можно разделить на технические и образцовые.

Образцовые приборы непосредственно сверяются с

эталонными и используются, главным образом, для целей

проверки. Технические приборы, менее точные,

используются для непосредственных измерений.

Рассмотрим некоторые приборы подробнее.

Жидкостные приборы

Для измерения избыточного давления применяются

пьезометры и манометры.

Пьезометр является наиболее простым прибором для

измерения избыточного давления и представляет собой

обычно стеклянную трубку, открытую в атмосферу,

присоединенную вторым концом к точке, на уровне

которой измеряется давление. По высоте столба

жидкости в пьезометре определяется величина

избыточного давления (рис.1.1).

U-образный манометр (рис.1.2) состоит из стеклянной

трубки, согнутой наподобие буквы U, и шкалы,

расположенной за трубкой. Трубка заполняется какой-

либо жидкостью. Один конец трубки соединяют с

замкнутым пространством, в котором измеряется

давление, а второй оставляют открытым в атмосферу.

ρghр р

ат



, (1.1)

где h – разность уровней жидкости в левом и правом

коленах трубки.

Этот прибор пригоден и для измерения разрежения,

поэтому его иногда называют U-образным

мановакуумметром.

Если вместо атмосферы вторую трубку соединить с

каким-то другим пространством, то можно определить

разность давлений в двух присоединенных

пространствах, т.е. прибор работает как

дифференциальный манометр.

Механические приборы

Принцип действия механических приборов для

измерения давления заключается в том, что под действием

давления происходит деформация упругого элемента,

пропорциональная величине давления. По типу упругих

Рис. 1.1. Пьезометр Рис.1.2. U-образный

манометр

à ò