Определение характеристик скоростного водомера
Цель работы: определить расход через водомер и его погрешность; определить потерю напора в водомере и сравнить её с теоретической; построить график зависимости потерь напора от расхода; определить максимальный, минимальный и эксплуатационный расход для испытуемого водомера.
Краткая теории. Для учёта потребления воды используют водомеры. Водомеры подразделяются на расходомеры и водосчётчики. Расходомеры – это приборы, с помощью которых определяется средний расход жидкости и газа по результатам моментальных измерений. К водосчётчикам относятся приборы, с помощью которых определяются количество жидкости, протекающей по трубопроводу за определенный промежуток времени.
В зависимости от конструкции рабочего органа различают две группы счетчиков турбинные и крыльчатые.
Крыльчатые счетчики воды выполняют одноструйными или многоструйными. В крыльчатом одноструйном счетчике вода подводится к крыльчатке одной струёй, проходящей через центры лопаток крыльчатки. В многоструйных счетчиках вода с помощью направляющего аппарата подводится к крыльчатке несколькими струйками, равномерно распределенными по ее окружности. Одноструйные счетчики менее требовательны к качеству измеряемой воды, чем многоструйные, но быстрее изнашиваются.
Крыльчатые счетчики воды подразделяют на так называемые «сухоходы» и «мокроходы». У счетчиков – «сухоходов» счетный механизм отделен от редуктора водонепроницаемой перегородкой. У счетчиков – «мокроходов» редуктор и счетчик выполнены в одном блоке, заполняемом водой.
Проходящая через крыльчатый водомер вода вращает вертушку с крыльями, изготовленными из пластмассы. Это вращение при помощи редуктора передается стрелкам механизма счетчика. Всего на циферблате находится шесть стрелок. Самая большая стрелка показывает расход в литрах, малые стрелки показывают десятые доли кубометра, кубометры, десятки кубометров, сотни и тысячи кубометров. Снятие показаний водомера производят, начиная с последней стрелки, кончая первой, причем на каждом циферблате отсчитывают меньшее из двух чисел, между которыми находится стрелка.
Основным узлом турбинных счетчиков воды является турбина с осью вращения, параллельной направлению движения воды и расположенной по оси патрубка счетчика. Редуктор соединен со счетным механизмом.
Турбинные счетчики могут быть выполнены с вынимающимся механизмом. Турбинные счетчики воды, так же как и крыльчатые, предназначаются для учета холодной (до 30 0С) и горячей (до 90 0С) воды.
Описание установки Для исследований используется скоростной водомер – мокроход d = 20 мм., соединяемый с системой трубопроводов, показанным (на рис. №2)
2 3 2
5
7
1 4
Рис. 2 Лабораторная установка
1- центробежный насос;2 - регулировочный вентиль; 3 - водомер; 4 - U – образный ртутный дифманометр; 5 - треугольный водослив; 6 - бак для воды; 7 - обратный клапан.
Водомер установлен на напорном трубопроводе центробежного насоса 1.
Перед водомером и за ним имеются штуцера резиновых трубок от U –образного ртутного дифманометра, а также краны 2 для отключения водомера от сети. Движение в сети устанавливаем краном 2. Расход воды, прошедший и замеренный водомером, измеряем водосливом.
Расход воды на водосливе определяем по таблице №5.
Значения расхода Q по треугольному водосливу вычислены по формуле 5:
м3/с (5)
Таблица №5
Расход воды на водосливе
| Н, см | Q, л/с | Н, см | Q, л/с |
| 1,72 1,93 2,14 2,29 2,42 2,57 2,74 3,00 3,50 4,50 5,00 5,50 6,00 5,00 | 0,059 0,079 0,101 0,118 0,138 0,158 0,197 0,233 0,3405 0,6332 0,8219 1,039 1,289 1,54 | 7,0 7,5 8,5 9,0 10,0 12,0 14,0 15,0 18,0 20,0 25,0 27,5 27,5 30,0 | 1,885 1,224 2,621 3,227 3,512 4,55 7,14 10,45 14,54 19,43 25,29 43,82 55,36 68,67 |
Порядок проведения работы
Для построения прямой зависимости потерь напора в водомере от расхода и установления эксплуатационных расходов необходимо получить данные показаний приборов (водомера, водослива, дифманометра и секундомера) для 4-5 точек.
Первое показание приборов записываем при давлении на манометре 0,4 атм., установленном при помощи крана 2. Последующие отсчёты записывают при показании пружинного манометра 0,6; 0,8; 1,0 атм.
Запись показаний приборов для каждой точки, пользуемся следующим:
1. Водомер. Пропускаем расход через водомер в течение 5 минут. Расход через водомер определяют по разности отсчётов циферблатов конечного и предыдущего.
2. Водослив. До начала работы устанавливаем «нуль» водослива. Производим отсчёт по рейке водослива для данного расхода.
3. Дифманометр. Читаем показание левого и правого столбика ртути с точностью до одного мм. Разность отсчётов левого и правого даёт потерю в водомере в мм. рт. столба.
Характеристику водомера b берём из справочника. Теоретическую потерю напора в водомере определяем по формуле 6:
, м (6)
где q – расход воды через водомер, л/с.
b – характеристика водомера
Показания водомера могут значительно отклоняться от действительного. Принимаем за действительный расход водомера показания водослива. Величину потерь напора в водомере h, определённую по показаниям ртутного манометра, выражаем в м. вод. столба.
Теоретически величины «h» и «hп» должны быть равными, но практически расходятся. Таким же образом имеет место расхождение между «Q» и «q».
В результате опытов определяем относительную погрешность в %, для расходов по формуле (7) и потерь напора (8) и среднюю величину погрешности.
, (7); , (8)
где А - погрешность по расходу воды;
В – расхождения по потерям напора.
Допускаемая погрешность по потерям напора для новых водомеров ± 2-3 %, бывших в употреблении, не более ± 5%.
Допускаемая погрешность по потерям напора для новых водомеров ± 4-9 %, бывших в употреблении, до ± 25 %.
Данные показаний приборов и результаты обработки заносим в таблицу № 7.
Таблица №7
| № п/п | Напор по мано- метрум в.ст. | Показания водомера | Показание дифманометра | Теоретические потери напора в водомере, м.вод.ст. | |||||
| Вре-мя t | Рас- ход л/с | Рас- ход м3/с | Левый, мм | Пра- вый, мм | Раз- ность мм.ртст. | Потеря напора, мм.в.ст. | |||
продолжение таблицы №7
| Показание водослива | Разность (Q-q), л/с | Разность (hn-h) | Погрешность по расходу А, % | Расхождение по потерям напора В, % | |
| H,см | Q,л/с | ||||
Построение характеристик. Масштаб величин принимаем таким, чтобы построенные кривые располагались на миллиметровке размером 203х288 мм.
1. Кривую (hn-Q) (теоретическую) строим по данным колонки 10 и 12.
2. Кривую (h-q) (практическую) строим по данным колонки 9 и 5. На графике отмечаем рекомендуемую зону работы водомера
Контрольные вопросы
I. 1. Какие материалы и оборудования применяются для устройства внутреннего водопровода.
2. С помощью какой арматуры осуществляется распределение воды потребителем.
3. Достоинства и недостатки стальных труб. Способы соединения стыков.
4. Достоинства и недостатки пластмассовых труб.
5. Виды фасонных частей и их назначений.
II. 1. Какие материалы и оборудования применяются для устройства внутренней канализации.
2. Достоинства и недостатки чугунных труб.
3. Достоинства и недостатки бетонных и железобетонных труб.
4. Достоинства и недостатки асбестоцементах труб.
5. Достоинства и недостатки керамических труб.
III. 1. Назначение водоразборной арматуры.
2. Как определяется коэффициент гидравлического сопротивления S для каждого режима работы арматуры.
3. Как расход воды зависит от напора.
IV. 1. Чем отличается расходомер от водосчётчика.
2. Виды водосчётчиков.
3.Достоинства и недостатки крыльчатого счётчика.
4. Достоинства и недостатки турбинного счётчика.
Литература
1. Справочник пректировщика.-ч.-2 / Под редакцией Староверова.
Внутренние санитарно-технические устройства. - М: Стройиздат, 1996.
2. Единая система конструкторской документации. Обозначения
условные графические в схемах. Издание Гос. Комитета стандартов. -
М.,1971., ГОСТ 2785-80, 2786-80.
3. Кедров В.С., Ловцов С.Н. Санитарно-техническое оборудование зданий – М.: Стройздат, 1989 г.
4. Журавлёв Б.А. Справочник мастера сантехника. – М.: Стройздат, 1987 г.
5. Лобачёв П.В., Щевелёв Ф.А. Измерение расхода жидкости и газов в системах водоснабжения и канализации М.: Стройздат, 1985 г.
6. Бухарин Е.Н. и др. Инженерные сети, оборудование зданий и сооружений М.: Высшая школа, 2001 г.