Работa №4

0Пределение коэффициента расхода и построение тарировочной кривой водомера Вентури

I. Вводная часть

Для измерения расхода различных жидкостей применяются дроссельные расходомерные устройства, к которым относятся расходомерные диафрагмы, сопла и водомеры Вентури.^*) Принцип работы этих приборов основан на искусственном изменении скорости потока за счет его сужения и получения перепада пьезометрических напоров h, который фиксируется с помощью пьезометров.

Для определения теоретического (расчетного) расхода Q_т используется уравнение Бернулли (без учета потерь на трение)

Z₁ +

и уравнение неразрывности

Q_т = V₁S₁ = V₂S₂,

где индекс «1» относится к широкой, а «2» - к узкой части водомера, V - скорость, S - площадь живого сечения потока. После несложных преобразований получается формула для определения теоретического расхода через водомер

Q_т S₁ = К,

где h = (Z₁ + ) – (Z₂ + ) - разность показаний пьезометров, подключенных к широкой и узкой части водомера. Величина К - постоянная водомера, определяемая его конструкцией.

Действительный расход Q_g связан с теоретическим через коэффициент расхода водомера.

= .

Следовательно, действительный paсход можно определить по следующей зависимости:

Q_g .

Тарировочная кривая водомера Вентури представляет собой зависимость Q_g = f₁ () (рис. 9).

^*) Джованни Батиста Вентури (1746-1822) - философ и профессор физики. Изучал истечение жидкостей из отверстий и насадков.

Рис. 9

С помощью графика легко определить действительный расход через водомер через водомер, зная разность показаний пьезометров . Для определения коэффициента расхода водомера необходимо вычислить действительный расход по опытным данным, затем для тех же показаний пьезометров h вычислить значение теоретического расхода Q_т по формуле.

II. Цель работы

Экспериментально исследовать зависимость действительного Q_g, теоретического расхода Q_т, а также коэффициента расхода от разности показаний пьезометров h.

III. Описание лабораторной установки

Вода из напорного бака I (рис, 10) поступает в водомер 15. С помощью крана 16 регулируется расход Q_g, поступающий в нижний резервуар 8. В широкой и узкой части водомера включены пьезометры 20, с помощью которых определяется величина . Мерная емкость 4 служит для определения действительного расходаQ_g.

IV. Контрольные вопросы

1.Для каких целей служит водомер Вентури?

2. Каков принцип действия водомера Вентури?

3. Какие уравнения лежат в основе расчета теоретического расхода Q_т?

4. Учитываются ли потери энергии при определении теоретического расхода Q_т?

5. Что называется коэффициентом расхода водомера?

6.Какова методика определения действительного расхода Q_g?

7. Как изменятся скорость и давление при переходе от широкой и узкой части водомера?

8. Как влияет наклон водомера на показания пьезометров?

9. Для каких целей уровень воды в напорном баке поддерживается постоянным?

10. От каких факторов зависит постоянная К водомера?

Рис. 10

V. Литература

1. Богомолов А.И., Михайлов КА. Гидравлика. - М.: Стройиздат, 1974.

2. Альтшуль А.А., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика. -М.: Стройиздат, 1975.