Гидравлический удар в трубе постоянного поперечного сечения (1163112), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Зти параметры течения сох аняются в точке А все вйшмк пока ббшнт волны идет дальше к баку, Если притока воды в напорный бак нет, то все время, пока фронт волны сжатия идет к нему, уровень воды в нем понижается из-эа поджатия воды в трубе до уровня Ю~ (см.рис. 4б). Когда фронт доходит до входа трубы в бак (момент е. = ~Й., ) во всей трубе вода покоится и.= О , /~=Я )~Э,; свободная поверхность в баке из-эа перепада давлений на ней /р ) О = ~ начинает подниматься, давление на ней падает, частицы воды в .конце трубы начинают двигаться в сторону бака, в трубе возникает волна разрежения, распространяющаяся в сторону задвижки, перед которой и.,= О и ~э =~э +у,У,О, и за которой и-- — и. , р =р,( р и скорость (-~- направлена в сторону бака. Зта волна разрежения движется от бака к задвижке с той же, что первая ударная волна, скоростью (см.
наклон характеристик на рис. 4). Когда эта волна доходит до точки А (момент ~. ), в точке А давление уменьшается от /э~ до б . Затем фронт волны идет дальше (от А до задвижки). В точке А в это время сохраняются параметры течения Ь„ , И В тот момент, когда волна разрежения приходит к задвижке, во всей трубе устанавливается движение частиц с давлением ~Ь и ~~ко остье бб, , неп авленной от з вилки. Это ведет к тому,что у задвижки из-за ухода частиц образуется еще большее разрежение. Уменьшение давления происходит до такого значения,Ь = в — о 0 ц л В до ол о епв которое ведет к остановке частиц и = С . (Решение показывает, что ~,о,-,о ) = ~~э.
— ~„~ ). Параметры течения и = С ,~о=р =~э,-ф~„.й., опять будут распространяться по частицам в виде сле ей волны разрекения. Когда через время'%ЛП вта волна дойдет до томки А, в этой точке давление понизится до Ь и сохранится до тех пор, пока вторая волна разрежения не выйдет в бак и не отразится под влиянием свободной поверхности .~ она ~см. рис. 463 в это время будет находиться в положении /КМ , и после отражения начнет опускаться) в виде нового возмущения, которое вновь будет ударной волной За этой новой ударной волной устанавливается первоначальное (как до закрытия задвижки) течение.
После прихода этой второй ударной волны к задвижке процесс распространения волн повторится. 14 По ок выполнения и об аботки экспе имента 1) По указанным выше параметрам трубопровода и заданному модулю упругости воды подсчитать ~2 по формуле Н.Е.Жуковского (10). теор. 2) Провести тарировку датчика, для чего поставить его на масляный пресс, в котором последовательно создаются давления от 0 до 6 атм.
(через 1 атм.) (Получающаяся ступенчатая кривая записывает ся через осцилогрзф на пленке). По результатам тарировки построить на миллиметровой бумаге тарировочный график О® , где /~ -давление в атмосферах, Ь вЂ” расстояния на пленке от ~э = 0 атм. до соответствующего Ь . Заметим только, что, так как тарировка, датчика ограничена б атм., то для удобства обработки эксперимента разумно ограничить расход Я воды из трубы. Целесообразно выбирать Я» порядка 100 г/сек, а О 240 г/сек (см. ниже п.4). 3) В некоторой точке А трубы поставить датчик, измеряющий изменение давления со временем. Датчик в принципе представляет собой тонкую свернутую гармошкой проволочку, через которую пропускается электрический ток.
Если проволочку наклеить на деформируемую поверхность, которая воспринимает изменение давления в трубе, то при деформации проволочка-датчик деформируется и меняет свое электрическое сопротивление, что ведет к изменению силы тока в цепи. Изменение силы тока после усиления может быть записано приборами. В качестве такого прибора используется осцилогрзф, на экране которого отклоняется световой зайчик в соответствии с величиной импульса, посылаемого датчиком. Специальное устройство позволяет записывать эти отклонения на движушуюся с известной скоростью кинопленку, и, следовательно, получать диаграмму /~ ~~ ~ .
В дан ной задаче тензодатчик используется в специальной компановке, кото рвя представляет собой металлическую коробочку, которая навинчива~ ется на отверстие в трубе В коробочке натянута стальная мембрана, которая деформируется при изменении давления внутри трубы. На эту мембрану и наклеен тензодатчик (см.
рис.6). Датчик записывает очень похожую на изображенную на рис. 5а диаграмму, Только из-за наличия вязкости в реальной жидкости колебания давления будут со временем затухать по величине, да скачки параметров будут происходить не мгновенРис. 6 но, т.к. задвижка практически закрывает- 15 ся быстро, но не мгновенно. Диагрзмма~~~С~в точке А будет иметь вид, изображенный на рис. 56. С помощью этой диаграммы можно лег- ко определить величины Я„ и ~~ -~6, (ударное давление) экс- периментально.
Для этого достаточно знать расстояние от точки А до конца трубы и масштаб по осям Ь и (: на диаграмме ~(~~(1) рис. 56. Чтобы знать масштаб по оси Й на пленку наносятся дополни- тельные данные от отметчика времени — синусоида колебаний пере- менного тока в электросети (частота 50 герц, т.е. 50 колебаний в секунду). Чтобы знать масштаб по оси /э , прибор-датчик, как указыва- лось выше, тарируют, сравнивая его записи с показаниями уже прота- рированного мембранного манометра (в статических условиях~ Для определения Я„~„,„„ необходимо заданную удвоенную длину трубопровода Г 3 (считея от точки, где установлен датчик) разделить на время 1. — ~" , снятое с диаграммы, записанной на кинопленке. 4) Из формулы Н.ЕЛуковского видно, что Ю не зависит от параметров М,.
и р„ первоначального течения в трубе. Для проверки этого факта эксперимент по определению О делают дважОэ.сл, ды (для двух расходов воды из трубы, т.е. для двух различных ско- ростей 'л~ ) . Соответственно дважды получают диаграъън типа рис. 5. По второй диаграмме получают второе значение ~„ „, 5) Оба полученных значения 0„ ...,„ относят к С~ и вы- ~ ~=у~, числяют процентные отклонения ~~-о-зиел 4 2)100М б) Для вычисления перепада да лейй;~~~-~з„~ по теорети- ческой формуле Н.Е.Жуковского (13) необходимо знать скорость М которая в обоих экспериментах определяется по весовому расходу / воды Я„~о = Ы/~~1, где .Ф - поперечное сечение трубы, ~=٠— удельный вес воды, ~.' -время, в течение которого брался расход.
После определения ~~, по (13) вычисляют (' Ь~ -/з) и Ж~ ~~а тг. 7) Кейосредственно с диаграьм ударного давления снимают раз- ности ® -~„.~ , в мм , с помощью тарировочного графика ' ~,2, Зйел. получают (р -р ) и ®-/э / в атм. 8) Вычисляют величины .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
