Охрана труда и техника безопасности

К работе на лабораторных установках допускаются студенты имеющие теоретическую подготовку по дисциплине “Гидравлика”, прошедшие инструктаж по технике безопасности, изучившие инструкцию, расписавшиеся в журнале учета прохождения студентами инструктажа по технике безопасности.

Организация безопасной работы при выполнении лабораторных работ в лаборатории гидравлики кафедры автоматизации производственных процессов производится в соответствии с требованиями Государственных Стандартов в системе ССБТ.

Перед проведением лабораторных работ необходимо убедиться в надежности заземления установок. Перед включением установок необходимо убедиться в наличии защитных средств и в отсутствии посторонних предметов, предупредить лаборанта или преподавателя о включении установки.

В процессе выполнения лабораторных работ при обнаружении неисправностей в лабораторной установке следует немедленно прекратить работу, отключить установку и сообщить об этом преподавателю.

Лабораторные работы студенты проводят только под наблюдением лаборанта или преподавателя.

Закончив экспериментальные исследования необходимо отключить напряжение питания установки и привести рабочее место в порядок.

Студенты обязаны четко выполнять инструкции по эксплуатации установок и инструкции преподавателя.

Необходимо:

- Перед включением электроприборов проверить на какое напряжение они установлены, подключение к сети проводить только с разрешения преподавателя и лаборанта.

- Работу на установках вести строго в соответствии с инструкцией; тщательно и точно выполнять все измерительные операции.

- На установке с напорными трубопроводами аккуратно обращаться со стеклянными пьезометрическими трубками, не опираясь на них.

- Студентам запрещается выполнять лабораторные работы в отсутствии преподавателя:

- самостоятельно включать электродвигатель;

- снимать защитные приспособления и ограждения;

- работать на неисправном оборудовании;

- работать в верхней одежде;

- курить в лаборатории;

- класть сумки одежду и другие вещи на столы и лабораторную технику.

Лабораторная работа №1

ИЗУЧЕНИЕ ДИАГРАММЫ УРАВНЕНИЯ БЕРНУЛЛИ И МЕСТНЫХ ПОТЕРЬ НАПОРА

ПРИ УСТАНОВИВШЕМСЯ ДВИЖЕНИИ ЖИДКОСТИ

В ТРУБОПРОВОДЕ

I. Цель работы

Построение по данным измерений пьезометрической и гидродинамической линий диаграммы уравнения Бернулли для потока жидкости в трубопроводе. Определение опытных величин местных потерь напора и коэффициентов местных сопротивлений и сопоставление их с расчетными значениями.

II. Основные теоретические положения

Диаграмма уравнения Бернулли представляет собой его геометрическую интерпретацию (разъяснение), которая в гра­фическом виде отображает изменение удельной энергии по­тока (энергии, отнесенной к единице веса). Диаграмма (рис. 1) состоит из пьезометрической линии Р — Р, отображающей изменение удельной потенциальной энергии, и гидродинамической линии Е — Е, отображающей изменение удельной механической (т. е. потенциальной плюс кинетической) энергии.

Для двух любых контрольных сечений потока i— i и j—j (см. рис. 1) реальной жидкости при установившемся движе­нии уравнение Бернулли записывается в виде:

, (1)

Рис.1. Геометрическая интерпретация уравнения Бернулли

где и — геометрические высоты сечений по отноше­нию к горизонтальной плоскости сравнения 0 — 0 (если ось трубопровода горизонтальна, то z — const для всех сечений) ;

и - пьезометрические высоты, соответствующие давлениям и

и - скоростные напоры, вычисленные по сред­ним скоростям течений и ;

- коэффициент (корректив) кинетической энер­гии;

— потеря удельной энергии или потеря напора на участке потока между контрольными сечениями.

Пьезометрическая линия расположена от плоскости сравнения 0 — 0 на расстоянии z+p/g ; гидродинамическая линия расположена от плоскости 0 — 0 на расстоянии H = z+p/g+ (v²/2g). Величина Н называется гидроди­намическим напором. Согласно уравнению (1), по­теря напора — есть разность гидродинамических напоров в кон­трольных сечениях потока — =H_i — H_j .

Из уравнения (1) следует, что гидродинамическая линия имеет уклон вдоль потока, который называется гидроди­намическим уклоном. На участке равномерного движения гидродинамический уклон является постоянным. Соответственно уклон пьезометрической линии называется пьезометрическим уклоном.

На участках местной деформации потока пьезометриче­ская и гидродинамическая линии условно изображаются вертикальным уступом. Высота уступа гидродинамической линии графически изображает местную потерю напора h_M, т. е. ту часть энергии, которая вследствие местных, локаль­ных сил трения обращается во внутреннюю (тепловую) энер­гию, и поэтому считается потерянной. Местные потери на­пора рассчитываются по формуле Вейсбаха

, (2)

где — коэффициент местного сопротивления;

— скоростной напор, определяемый по средней ско­рости в трубопроводе.

Величина коэффициента зависит от вида местного сопротивления (сужения, расширения, поворота потока в трубе, в трубопроводной арматуре и т. д.). Для данного вида мест­ного сопротивления величина при ламинарном и переход­ном режимах движения жидкости зависит также и от вяз­кости жидкости (точнее, от числа Рейнольдса Re). Число­вые значения коэффициентов приводятся в справочных руководствах по гидравлике.

Для случая резкого расширения потока в трубе (рис. 1) при определении местной потери напора по формуле (2) ко­эффициент принимают

, (3)

где и — площади сечения потока в трубе на участках I и II (рис. 1).

Для случая резкого сужения потока в трубе (рис. 1) при определении местной потери напора по формуле (2) коэф­фициент принимают

, (4)

где — площадь сечения потока в трубе на участке III.

В настоящей работе рассматривается движение жидкости в горизонтальном трубопроводе, составленном из трех труб разного диаметра.