GROSU GEORGEL an II . Inginerie Industrial, grupa 4221- A

LUCRAREA NR. 5

MSURAREA DEBITELOR CU APARATE BAZATE PE TRANGULAREA CURENTULUI DE FLUID

Scopul lucrrii 1.Cunoaterea modului de msurare a debitelor cu aparate de msur diferenial de presiune rezultat n urma strangulrii jetului de lichid. 2.Determinarea experimental a debitului de ap cu debitmetre cu membran. 3.Stabilirea curbei de etalonare a debitmetrului, Q = f(h) Instalaia experimental Este prezentat n figur i intr n componena standului de conducte forate din laborator . Prile principale ale instalaiei sunt : rezervorul de alimentare Rz1, prevzut cu conduct de preaplin rezervorul pentru msurarea volumetric a debitului Rz3 grupul de pompare EP1 care alimenteaz rezervorul Rz1 ce aspir din rezervorul Rz2 conducte de lucru prevzute cu robineii R1, R2, R3, diafragma D1 prevzut cu prizele de presiune P1 i P2 tubul Venturi Tv tuburile piezometrice T1 i T2 manometrul diferenial Md1 la care se va citi diferena de presiune rezultat n urma trangulrii jetului de lichid. Not : Spre deosebire de schia din suportul de laborator, instalaia a fost modificat, prin mutarea debitmetrului cu diafragm la dreapta prizelor de presiune, i prin racordarea direct la reeaua de ap a conductei de alimentare a rezervorului Rz1, prin robinetul sferic RA.

Bazele teoretice ale lucrrii Pentru stabilirea relaiei de calcul a debitului, se aplic ecuaia lui Bernoulli ntre seciunile 1-2 i 2-2:P V12 P2 P2 V22 V22 1 + = + + + 1 2 g 1 1 2 g 2 g

Din ecuaia de continuitate:Q = A1V1 = A2V2

V1 =

A2 A A V2 = 2 . 0 V2 = mV 2 A1 A0 A1

unde:P i P - presiuni statice n cele 2 seciuni 1 2 V1 i V2 - vitezele corespunztoare

1A0

- coeficentul de rezisten local a elementelor care realizeaz trangularea - greutatea specific a lichidului din coloan - seciunea orificiului de ieire

A2 - coeficientul de contracie A0 Din primele dou relaii se deduce viteza V1, ca fiind: E=V2 = 1 1+ m 2 2

2g

p1 p2

1

= 2g

p1 p2

1

= 2 gh1

unde: = coeficient de vitez Diferena de presiune este:p1 p2 = ( 2 1)h 1 1

Q =k

h

;

unde k este constanta aparatului i are expresia:

k = A0 2 g (

2 1) 1

Modul de lucru Se nchide robinetul R1 i se deschid robineii R2, R4, R5. Se pornete pompa. La atingerea cotei preaplinului din rezervor se deschid robineii R1 i R3 citindu-se denivelarea h1 la tuburile piezometrice T1 i T2, corespunztoare prizelor de presiune P1 i P2 ale debitmetrului cu diafragm i denivelarea h2 la manometrul diferenial al tubului Venturi. Simultan se

determin volumetric debitul Q prin msurarea unei nlimi hv a creteri nivelului din rezervorul Rz3 intr-o perioada de timp. Se mrete treptat deschierea robinetului R1 msurndu-se de fiecare dat mrimile h1, h2, hv, (acesta fiind de 15s, pentru fiecare msurtoare). tiind ca debitul pate fi exprimat printr-o relaie de formaQ =k h

, este necesar sa se determine constanta k1 pentru debitmetrul cu diafragma,

respectiv constanta k2 pentru debitmerul cu tub Venturi. Odat cu racordarea conductei de alimentare a rezervorului Rz1 la reea, prima parte se modific astfel: robinetul R4 este nchis, se deschide robinetul R5 i robinetul sferic de alimentare RA, nemaifiind necesar pornirea pompei, pn la umplerea rezervorului. Formulele de calcul sunt :k1 = A01 2 g ; k 2 = A02 2g(

Hg 1) H 2O

;

unde se alege din

tabelul 5.1A01 =

d12 (d1 = 30 mm ) 40,633 0,657

;

A02 =

2 d2 (d 2 = 33mm ) 4

Re

1 4 0

2 10 4 4 10 4 6 10 4 8 10 4

10 5

4 10 5 8 10 5

> 10 6

0,672

0,655

0,653

0,651

0,649

0,647

0,645

Tabelul 5.1.

Nr. Det. 1 2 3 4 5

hv [mm] 110 95 78 63 56

V [m3] 0,031 0,027 0,022 0,018 0,016

s 15 15 15 15 15

Q [m2/s] 2,072x10-3 1,790x10-3 1,470x10-3 1,187x10-3 1,055x10-3

v [m/s] 0,57 0,49 0,40 0,33 0,29

Re 3,80x104 3,30x104 2,70x104 2,20x104 1,96x104

h1 [mm] 275 152 120 88 60

h2 [mm] 2,5 2 1,5 1.0 0,8

k1 3,95x10-3 4,59x10-3 4,24x10-3 4,00x10-3 4,30x10-3

k2 41,4x10-3 44,7x10-3 39,5x10-3 38,2x10-3 37,6x10-3

Tabelul 5.2.

D=0,6 m d=0,068 m

Volumul V a fost calculat dup formula: V =

D24

hv ; rezultnd :

Q=

V

; rezultnd:

v=

4*Q D2

Numrul lui Reynolds Re a fost calculat cu formula:

unde: n continuare au fost calculate k1 i k2 cu formulele: i

Concluzie : Cu fiecare msurtoare n parte i la finalul celor 75s, se observa ca scad denivelrile h1, h2, respectiv hv, cea ce denot c msurtorile au fost corect fcute.