 |
|
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
Лабораторные работы проводятся в соответствии с данными методическими материалами и руководством по эксплуатации ОГ–02-00.00.000 РЭ.
Схема стенда ОГ 02.00.00.000 представлена на рисунке 1. расшифровку обозначений смотри в табл. 1.
Табл. 1.
Состав стенда ОГ– 02–00.000.000
| Обозначение | Наименование | Прим. |
| Б1 | Бак | |
| Б2 | Бак накопительный | |
| Б3 | Бак чернильный | |
| Н1, Н2, Н3 | Насос циркуляционный центробежный WCP 25-40G | |
| ЕМ1, ЕМ2 | Мерная емкость | |
| Т1, Т2 | Простой трубопровод | |
| Т3, Т4 | Сложные трубопроводы | |
| КР1…КР13 | Кран шаровый | |
| З1…З7 | Задвижка клиновая | |
| Д1 | Мерная диафрагма | |
| ТР1, ТР2 | Тройник | |
| О1 | Отвод |
Стенд состоит из центробежных насосов, основного, накопительного и чернильного гидробаков, запорной арматуры, измерительных приборов и устройств, опытных трубопроводов и соединительных трубопроводов, размещенных на сварной раме и поддонах.
Стенд предназначен для исследования гидравлических сопротивлений в опытных трубопроводах Т1, Т2, Т3, ТР4 мерной диафрагме Д1, задвижке З3, элементах трубной арматуры О1, ТР1, ТР (отвод и тройник) а также для опытного получения рабочих характеристик одного центробежного насоса или двух последовательно и параллельно соединенных насосов. При подаче струйки чернил в поток через трубопровод Т1 производится демонстрация особенностей турбулентного и ламинарного режимов течения.
Рис. 1. Схема учебного стенда «основы гидравлики» (ОГ– 02.00.000.000).
L12=800 мм, L34=800 мм, L05=115 мм; L67=170 мм; LI=210 мм; LII=200 мм; LIII=190 мм.
Рабочая жидкость (вода) центробежным насосом Н3 (WCP 25-40G) по соединительным трубопроводам из бака Б1 нагнетается в накопительный бак Б2, из которого под постоянным напором поступает к исследуемым элементам (трубопроводам Т1, Т2, Т3, Т4, диафрагме Д1, и к испытываемой задвижке З3). К исследуемым элементам трубной арматуры (О1, ТР1, ТР2) жидкость из бака Б1 нагнетается насосом Н1.
Схематичный вид переключателя насоса WCP 25-40 представлен на рис. 2. Переключатель имеет три положения, соответствующие трем уровням подачи. Положение переключателя, отмеченное одной риской, (крайнее левое) соответствует минимальному уровню производительности насоса. Соответственно положение переключателя, отмеченное тремя рисками, (крайнее правое) соответствует максимальному уровню производительности.
Накопительный бак представляет собой емкость из оргстекла с вертикальной перегородкой, которая разделяет бак на две секции. Высота перегородки на 50 мм меньше стенок корпуса. При работе стенда жидкость от насоса Н3 постоянно поступает в секцию бака, связанную с трубопроводами. Уровень жидкости в данной напорной секции определяется высотой перегородки. При уровне жидкости меньше высоты перегородки измерения статических напоров по показаниям пьезометров №1–17 на соответствующих лабораторных работах производить нельзя.
Излишек подаваемой насосом Н3 жидкости переливается во вторую секцию и сливается в бак Б1 через гибкий трубопровод. По окончании работы из напорной секции бака Б2 жидкость может быть слита в основной бак открытием крана КР5. При нормальной работе стенда данный кран должен быть закрыт.
Для того, чтобы избежать перемешивания основной воды с подкрашенной в ходе выполнения лабораторной работы по изучению режимов течения жидкостью, предусмотрена возможность подачи жидкости в бак Б2 из внешнего источника (водопровода). Для этого следует подключить трубопровод внешней подачи к крану КР8, закрыть кран КР7 и открыть кран КР8. Подкрашенная жидкость из мерной емкости ЕМ1 должна сливаться в канализацию через открытый кран КР12, кран КР11 в этом случае следует закрыть.
Всасывающими трубопроводами центробежные насосы Н1, Н3 (WCP 25-40G), через шаровые краны КР1, КР6 соединены с баком Б1. Подача жидкости к насосу Н2 может производиться либо из накопительного бака Б2 через открытый кран КР4 (при исследовании параллельного соединения насосов Н1 и Н2), либо из бака Б1 насосом Н1 (при последовательном соединении). При работе стенда кран КР1 и КР6 всегда должны быть открыты.
Опытные трубопроводы выполнены из прозрачных гладких труб круглого сечения. Сужения и расширения между участками с разными условными проходами трубопровода Т3 (уравнение Бернулли) выполнены в виде конусов для обеспечения безотрывности течения и отсутствия вихрей. Переход между участками трубопровода Т4 выполнен в виде внезапного расширения.
Для регулировки величины подачи жидкости, и порядка включения трубопроводов служат регулируемые задвижки З1, З2, З4, З5, З6, З7. Подача через Т1 и Т2 регулируется задвижками З1 и З2. Для включения в схему и регулировки величины расхода через диафрагму Д1 служит клиновая задвижка 35, для этих же целей в трубопроводе подвода жидкости к внезапному расширению и исследуемой задвижке используется задвижка З4. Задвижкой З6 регулируется подача через сложный трубопровод Т3.
Переключением шаровых кранов КР2, КР3, КР4 достигается параллельная или последовательная работа насосов Н1 и Н2. Задвижка З7 предназначена для создания подпора в напорном трубопроводе, при снятии характеристик насосов. При параллельном соединении насосов Н1 и Н2 всасывание последнего происходит из накопительного бака через открытый кран КР4 при закрытом КР3.
Расходы жидкости через элементы стенда измеряются объемным способом, при помощи мерных емкостей ЕМ1 и ЕМ2, время наполнения которых может определяться при помощи электронного секундомера по показаниям поплавковых датчиков; также расход жидкости может быть определен при помощи визуального замера объема по шкале расположенной на мерной емкости и времени наполнения обычным, запускаемым вручную, секундомером.
В ручном режиме наиболее удобно осуществлять замеры следующим образом: закрывается кран, установленный на сливе емкости КР9 или КР10. После того, как набирается некоторое количество жидкости, включается секундомер. После набора дополнительного объема жидкости V секундомер останавливается. Для сброса текущего времени на шкале секундомера используется кнопка «СБРОС ПАРАМЕТРОВ».
Прибор «ОВЕН» запрограммирован для работы в режиме, соответствующем измерению времени (секундомер). Параметры, введенные при программировании прибора, выделены маркером в «Руководстве по эксплуатации счетчика импульсов СИ-8».
При переключении прибора в положение «ЕМ1» или «ЕМ2» осуществляется автоматический отсчет времени заполнения соответствующей емкости. Начало и конец отсчета определяются сигналами с поплавковых датчиков уровня, расположенных в мерных емкостях. При автоматическом замере времени контрольный объем жидкости составляет V=2,6 л.
Слив жидкости из мерных емкостей осуществляется открытием шаровых кранов КР9, КР10. Краны КР11 и КР12 предназначены для обеспечения двух возможных вариантов слива с ЕМ2. При закрытом КР12 и открытом КР11 слив производится в бак Б1, при закрытом КР11 и открытом КР12 слив производится в канализацию.
Для измерения расхода жидкости через сопло при исследовании силового воздействия струи жидкости с твердой преградой используются показания счетчика количества воды РМ1 (СГВ-15) (включается в состав стенда по согласованию с заказчиком).
Принцип работы и конструкция лопастного (пластинчатого) ротационного счетчика количества воды показана на рисунке 2.1. Измеряемая жидкость движется в пространстве, ограниченном цилиндрическими поверхностями корпуса 6 и ротора 8. Внутри ротора расположен неподвижный кулачок 7, на который опираются четыре ролика 9 с закрепленными на них лопатками 1, 2, 4 и 5.
Давление жидкости, поступающей через входной патрубок на лопасть 5, приводит ротор во вращение, которое передается на счетный указатель. Ролики катятся по кулачку, лопасти при этом поочередно занимают место снаружи и внутри ротора. Таким образом, за полный оборот ротора через счетчик проходит количество жидкости, равное разности объемов цилиндра и ротора.
При изготовлении ротационных счетчиков особо внимание обращают на легкость хода роторов и уменьшение неучитываемых утечек через счетчик.
Легкость хода (качественный показатель малого трения в механизме, а, следовательно, и малой потери давления на счетчике) обеспечивается установкой валов ротора на подшипники качения. Уменьшение же утечек достигается тщательной обработкой и взаимной подгонкой сопрягаемых поверхностей.
Погрешность показаний ротационных счетчиков обычно не превышает – 1% в пределах 10–100% номинального расхода. Показания счетчика регулируют сменой шестерен в редукторе счетного механизма.
На ротационный счетчик дополнительно установлена оптопара, позволяющая в сочетании со счетчиком импульсов СИ8 подсчитывать количество оборотов счетчика в единицу времени. Дополнительные поправочные коэффициенты, задаваемые на приборе СИ8, позволяют перевести значение оборотов в значение расхода жидкости, проходящей через счетчик (данные коэффициенты уже установлены производителем стенда).
Для замера перепадов статических напоров на участках трубопроводов в состав стенда включены пьезометры, размещенные на передней панели. Соответствие пьезометра точке отбора можно видеть на схеме (см. рис. 1). На той же схеме обозначены дифференциальные пьезометры, которые используются для определения перепада статических напоров на элементах трубопровода (тройники, отвод).
Статическое давление на выходе насосов Н1 и Н2 измеряется датчиками давления ДД1 и ДД2, результаты замеров с которых отображаются на цифровом табло. Избыточное давление жидкости отображается в килопаскалях (КПа) на дисплеях измерителей-индикаторов.
Перед измерением давления (снятием показаний с измерителей-индикаторов) следует дождаться окончания переходных процессов, возникающих при изменении перекрытий управляющих задвижек. Таким образом, замеры давления следует делать по достижении его постоянного значения.