Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ СИСТЕМЫ (4 ч)

Цель работы - для конкретной реальной системы машинного зала лаборатории ДВС (или судна) выполнить рабочий эскиз со всеми размерами и с увязкой соответствующих механизмов и оборудования, оценить местные гид­равлические сопротивления элементов системы, провести соответствующий эксперимент по оценке сопротивления системы, сделать гидравлический расчёт на ЭВМ, сравнить результаты и дать заключение.

Обеспечение работы - расходомеры, складной метр, рулетка измерительная, дифференциальные манометры или образцовые манометры, штангенциркуль [7].

Методические указания

При оценке гидравлических сопротивлений жидкостных (топливных, масляных, водяных) систем ДУ необходимо решать прямую или обратную задачу [7].

Прямая задача состоит в определении расхода жидкости по потребителям при заданных характеристиках насоса (напор, подача) и характе­ристиках системы (диаметр и длина участков трубопроводов, тип и количество арматуры и фасонных частей).

Обратная задача состоит в нахождении геометрических параметров элементов трубопровода и характеристик насоса при заданных расходах жидкости
по потребителям.

Магистраль – участок с наибольшим возможными гидравлическими сопротивлениями на одном из направлений рабочей среды.

Участок – предел, в котором величины расходов рабочих сред и внутренние диаметры труб постоянные.

Гидравлический расчёт производится в предположении, что общие поте­ри давления в гидравлической системе (топлива, масла или воды) равны сумме потерь давления, Па:

Полная потеря давления в трубопроводе:

где составляющие потери:

Р_т - на трение в прямолинейных участках трубопровода (для синек сис­тем неопределимо);

Р_м - в местных сопротивлениях (арматуре, фасонных элементах и др.);

+ Р_г - на подъём жидкости (топлива или масла), то есть геометрическая вы­сота, подпор в цистерне и т.п. В том случае если среда в системе движется, преодолевая гидростатический напор, тогда необходимо поставить знак «+», а если среда движется под действием гидростатического напора (самотеком), тогда «–»;

При определении перепадов в системах на судне, ведем расчет относительно уровня воды (ватерлиния). Если расположение отливного отверстия выше уровня воды полная потеря давления системе будет равна:

За расчетную ватерлинию принимается величина, соответствующая минимальной осадке.

При расположении отливного отверстия ниже ватерлинии полная потеря давления в системе равна:

где потери давления:

Р_в - на подъём воды выше ватерлинии;

Р_от - в отливном водяном патрубке вследствие сжатия вытекающей струи набегающим потоком, например, забортной воды;

Р_ф.₀ - в элементах систем (фильтры грубой очистки, подогреватели, холо­дильники и т.д.).

Выбрать из материала лекций общее сопротивление всей соответствую­щей системы Р_сис = (100...550) 10 Па - для топлива, масла или воды (уточнить самостоятельно).

Определение величин сопротивлений Р_т, Р_м, Р_г, Р_в и Р_от производится по формулам (4)...(8) [7. пункт 1.4]. При этом коэффициенты местных сопротивле­ний для арматуры и фасонных частей приведены в приложении 3 [7. С.140...281].

Методика гидравлического расчета изложена в приложении 1.

Порядок гидравлического расчёта системы следующий.

1. Вычерчивается расчётная схема на основе рабочего эскиза конкретной системы с обозначением насосов, арматуры, фасонных и прямолинейных эле­ментов, потребителей (см. лабораторную работу № 1).

2. Разбивается трубопровод на схеме на основную магистраль, обозна­чаемую в узловых точках римскими цифрами, и ответвления или участки со­противления, обозначаемые арабскими цифрами [7]. То же в случае работы с синьками систем.

3. Указываются на схеме для каждого участка на выносных линиях рас­ход и скорость жидкости, длина прямолинейного участка трубопровода и его диаметр.

4. Заготавливаются расчётные бланки.

4.1. Основной расчётный бланк предоставлен в приложении 1.

4.2. Вспомогательный расчётный бланк предоставлен в приложении 3.

5. Подсчитывается суммарная потеря давлений в системе и сравнивается
с заданным напором насоса соответствующей системы (или с гидравлическим
напором цистерн).

Гидравлический расчёт системы проводить с применением вычислительной техники.

Порядок выполнения работы

1. Бригаде студентов из 3...4 человек руководитель предлагает конкретную систему (топливную, масляную или водяную) реальной установки (стенда)
машинного зала лаборатории ДВС.

2. Выдает необходимую оснастку и контрольно-измерительные приборы.

3. Студенты составляют рабочий эскиз системы.

4. Производят обмер диаметров и длин участков трубопроводов системы
и составляется в табличной форме перечень арматуры, фасонных частей и других элементов системы (см. лабораторную работу № 1).

5. Выставляют в соответствующих местах системы приборы.

6. Запускают систему в работу и по показаниям приборов эксперимен­тально определяют суммарные гидравлические сопротивления системы по пе­репадам давлений.

7. Оснастку, контрольно-измерительные приборы и инструменты сдают преподавателю.

8. Проводят гидравлический расчёт системы с применением ЭВМ и срав­нивают полученные результаты с экспериментальными данными.

Пункты 5...7 выполняются только при запуске дизеля.

Требования к отчёту

Отчёт по данной лабораторной работе должен включать: указание цели и порядка выполнения работы;

рабочий эскиз системы с указанием на выносных линиях расхода и ско­рости жидкости, диаметра и длины прямолинейного участка трубопровода;

таблицу с перечнем арматуры, фасонных частей, путевых соединений и других элементов системы и их коэффициентов местных сопротивлений [7];

результаты экспериментального определения гидравлических сопротив­лений системы с оценкой погрешности эксперимента;

расчет гидравлических сопротивлений системы на ЭВМ с приложением распечаток;

заключение по результатам экспериментальных и теоретических оценок гидравлического сопротивления системы с объяснением причин возможных расхождений.

Контрольные вопросы

1. Какова цель лабораторной работы?

2. Как правильно составить рабочий эскиз системы?

3. Перечислите основные виды арматуры и примерные значения их ко­эффициентов местных сопротивлений.

4. Приведите примеры фасонных частей и путевых соединений трубопро­вода и примерные величины их коэффициентов местных сопротивлений.

5. Каков порядок экспериментальной оценки гидравлических сопротив­лений конкретной системы?

6. В чём сущность гидравлического расчёта конкретной системы?

7. Что такое основной и вспомогательные бланки и как с ними работать?

8. Как подсчитать суммарные гидравлические сопротивления конкретной системы?

9. В чём причины возможных расхождений экспериментальной и теоретической оценок гидравлических сопротивлений конкретной системы?

10. Виды давлений. Методы их измерений?