Ćwiczenie Nr 7 Wyznaczanie współczynnika strat miejscowych

wiczenie Nr 7
Wyznaczanie współczynnika strat miejscowych
elementu dławi cego przepływ
1. Cel wiczenia
Przeprowadzenie wiczenia ma na celu poznanie sposobu wyznaczania współczynnika strat
miejscowych wybranego elementu ruroci gu.
2. Przygotowanie stanowiska do bada
W celu sprawnego przeprowadzenia pomiarów nale y:
•
Sprawdzi poziom ci nienia na manometrze obok naczynia przeponowego (13), które
powinno wynosi P = 0,04 MPa. Przy zbyt niskim ci nieniu podnie
jego poziom
otwieraj c kolejno zawory: (12) i (15). W przypadku zbyt wysokiego ci nienia w
instalacji nale y przy zamkni tym zaworze (12) otworzy zawory: (15) oraz (6) i
obni y ci nienie do wymaganego poziomu.
•
Otworzy zawór kulowy na obej ciu pojemno ciowych podgrzewaczy wody (17),
otworzy zawór kulowy Ballorex (4) i wykr ci do górnego poło enia jego czop
regulacyjny oraz maksymalnie odkr ci zasuw regulacyjn na obej ciu wymiennika
ciepła (5).
•
Ustawi manometr cieczowy uchylny w pozycji pionowej. Wypoziomowa manometr
poł czony z kryz miernicz i sprawdzi jego wskazania. Woda w obu ramionach
manometru winna zajmowa ten sam poziom.
•
Wypoziomowa
manometr poł czony z prostoliniowym odcinkiem przewodu i
sprawdzi jego wskazania. Woda w obu ramionach manometru winna zajmowa ten
sam poziom.
•
Zał czy skrzynk pomiarow termoelementów.
•
Zał czy pomp UPE 32 – 120F i pilotem R 100 nastawi charakterystyk pompy na
ci nienie stałe 8 m.
3. Przebieg wiczenia i zakres pomiarów
•
Po ustabilizowaniu si warunków przepływu ograniczy ewentualne pulsacje ci nienia
na
manometrze
rurkowym
poprzez
przydławienie
kurków
na
przewodach
impulsowych i pochyli go w celu uzyskania maksymalnej ró nicy wskaza pomi dzy
poziomami wody w obu ramionach U-rurki.
•
Wykona w odst pach 2 minut siedem odczytów:
Wskaza manometru cieczowego kryzy mierniczej,
Temperatury wody w instalacji,
Oporno ci czujnika temperatury otoczenia,
Wskaza manometru cieczowego prostoliniowego odcinka przewodu o długo ci
1,72 m,
Wskaza manometru cieczowego prostoliniowego odcinka przewodu o długo ci
1,72m + 1,26m.
•
Serie pomiarów wykonywa , po odpowiednim pochyleniu manometru ró nicowego,
kolejno dla poło enia wrzeciona regulacyjnego zaworu Ballorex (4): 8, 6, 4, 2
•
W ten sposób, w pi ciu seriach, przeprowadzone zostan pomiary zró nicowane
strumieniem obj to ci i ci nieniem mierniczym na kryzie. Serie pomiarowe oznacza
zgodnie z poni szym schematem:
Numer serii
Poło enie wrzeciona regulacyjnego (4)
Wyniki zapisa w tabelach:
1
10
2
8
3
6
4
4
5
2
Numer serii
Poło enie wrzeciona regulacyjnego (4)
K t pochylenie manometru ró nicowego prostego odcinka β
K t pochylenie manometru ró nicowego kryzy β
Nr
pomiaru
1
10
Wskazanie manometru prostoliniowego
odcinka przewodu, ∆hstr1
Wskazanie manometru kryzy, ∆hkr
Wskazanie manometru prostoliniowego
odcinka przewodu, ∆hstr2
rurka lewa
rurka prawa
rurka lewa
rurka lewa
rurka prawa
rurki razem
rurka prawa
rurki razem
rurki razem
[mm]
[mm]
[mm]
[mm]
[mm]
[mm]
[mm]
[mm]
[mm]
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
rednia
Oporno
czujnika
temp.
otoczenia
[Ω]
Temperatura
wody
[oC]
* Jednostki stosowane w mierniku nie s zgodne z obowi zuj cym systemem miar. Po przeprowadzeniu programowanych pi ciu serii pomiarów wył czy pomp , a manometr
ró nicowy kryzy mierniczej ustawi w pozycji pionowej
1.
2.
3.
4.
5.
∆h 1
∆p1
∆h2
∆p2
∆hkr
∆pkr
V
w
Re
∆pm
ξ
[m]
[Pa]
[m]
[Pa]
[m]
[Pa]
[m3/h]
[m/s]
-
[Pa]
-
4.
Opracowanie wyników pomiarów na podstawie wzorów obliczeniowych:
p1
γ
+
w12
p
w2
+ z1 = 2 + 2 + z 2 + ∆hstr1−2
2⋅ g
γ 2⋅ g
∆hstr1−2 = ∆hm = ζ ⋅
∆pi = ∆hi ⋅
m
w2
2g
⋅g,
i=1, 2, m
∆pcalk = ∆pl + ∆pm
∆pm = ∆pcalk − ∆pl = ∆pcalk − (∆p1,76 + ∆p1, 26 ) = ∆pcalk − ∆p1,76
∆hstr1−2 = ∆h1 − ∆h2
1,76 + 1,26
1,76
1,76 + 1,26
w2
=ζ ⋅
1,76
2g
2g
1,76 + 1,26
∆h1 − ∆h2
2
w
1,76
2 ⋅ ∆pm
ζ =
ρ ⋅ w2
ζ =
Obj to ciowe nat enie przepływu:
•
V
= 0,0039986 ⋅ α ⋅ m ⋅ D 2 ⋅ ∆ p kr ⋅ v 1 , [m3/h]
Liczba Reynoldsa:
Re =
w r ⋅ D ⋅ 10 −3
ν
rednia pr dko
•
wr=
przepływu:
V
⋅ 3,54 ⋅ 10 −4 , [m/s]
D2
gdzie: g – przy pieszenie ziemskie, g = 9,80665 m/s2
h – rednie wskazanie manometru, mm
β - k t pochylenia manometru, deg
ρ – rednia g sto wody w manometrze w temperaturze otoczenia, kg/m3
m
α - liczba przepływu, α = 0,7196
m – moduł zw ki, m = 0,35
D – rednica ruroci gu, mm, D = 50,6 mm
v – rednia, podczas pomiarów, obj to wła ciwa wody przy redniej temperaturze wody, m3/kg
1
ν - współczynnik lepko ci kinematycznej wody, m2/s
ξ - współczynnik straty miejscowej
∆p1 – sumaryczny spadek ci nienia na kryzie i odcinku prostym l=1,72m+1,26m, N/m2
∆p2 – spadek ci nienia na odcinku prostym l=1,72m, N/m2
∆pm – spadek ci nienia wywołany oporem miejscowym na kryzie (trwały), N/m2
∆pkr – mierniczy spadek ci nienia na kryzie, N/m2
5.
Przedstawienie zasadniczych wniosków wynikaj cych z przeprowadzonych bada .