Лабораториялық кешен сипаттамасы базалық сынақтарды жүргізу басқармасы

Жоспар
Кіріспе

1 Лабораториялық кешен сипаттамасы
1.1.1 Нұсқау
1.1.2 Техникалық сипаттамалар
1.1.3 Жинақылық
1.1.4 Лабораториялық жұмыстар жинағы
1.1.5 Лабораториялық кешеннің ішкі күйі
1.1.6 Кешен құрылымы
1.1.7 Жиынтық құрамы
1.1.8 Стендті жұмысқа дайындау
1.1.9 Бағдарламалық кешенге нұсқаулық
2 Базалық сынақтарды жүргізу басқармасы
Лабораториялық жұмыс № 1.
Құбырөткізгіштің параметрлерінің тағайындалуы мен қондырғыларын зерделеу.
Лабораториялық жұмыс № 2.
Жергілікті кедергілердегішығындардың сипаты.
Лабораториялық жұмыс № 3.
Құбырөткізгіштің «төбешіктегі» бүгілу жеріндегі сұйықтың ағу режимін зерттеу.
Лабораториялық жұмыс № 4.
Құбырөткізгіштің «еңістегі» бүгілу жеріндегі сұйықтың ағу режимін зерттеу.
Лабораториялық жұмыс № 5.
Құбырөткізгіштегі ағып кетулерді жобалау кезіндегі шығындарды зерделеу.
Лабораториялық жұмыс № 6.
Құбырөткізгіштердің кимақан жерлеріндегі сыртқы кедергілердің пайда болуының сипаты.

Бұл кешен жоғары және орта мамандандырылған оқу орындарында лабораториялық-практикалық жұмыстарды жүргізуге арналған, және кешен бойынша +10-нан +350C- ге дейінгі температурада, және ауа сулану қатынасы +250C- та 80% болған кезде жұмыс істеуге рұқсат береді.
Лабораториялық кешен беретін мүмкіндіктер: түрлі аймақтардағы құбырөткізгіштерде жұмыстық сұйықтың ағып кету үрдістерін (тік, 45 және 90 градустық иілу, айналымдар: «төбешік», «еңіс») және түрлі жергілікті кедергілердегі ( ағып кетулер, жергілікті кедергілер, тиектік арматуралар) зерделеу.
Сонымен қатар, бұл кешен құбырөткізгіште сынақ жүргізугедағдылануға, өлшеу құрылғыларын пайдалануға және экплуатациялық сипаттама құруға мүмкіндік береді.
Виртуалды құралдардың міндеттерін атқаратын бағдарламалық жасақтамасы және түйісу құрылғылары бар, IBM PC типті ПЭВМ топтастырылады.

1.1.2. Техникалық сипаттамалар
Тұтынылатын қуаттылық, В ∙ А, одан аспауы керек 250
Электр көзі:
жұмыс қуаты және қорғаныш өткізгіші нөлдік ауыспалы токтың бірфазалы торынан, В 220
жиілік, Гц 50
Электр тогынан зақымданудан қорғау классы I
Ауқымды өлшемдер, мм, одан аспауы керек
ұзындығы, ( мөлшеріне сәйкес) 1610
ені ( мөлшеріне ортогонал) 710
Биіктігі 1620
Масса, кг, одан аспауы керек 55
Топта бір мезгілде белсенді түрде жұмыс атқара алатын адамдар саны 3

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 49 бет
Таңдаулыға:

ЭнергияЛаб жауапкершілігі шектеулі серіктестік

Лабораториялық кешен

Құбырөткізгіштегі процесстерді жобалау

Лабораториялық кешен сипаттамасы
Базалық сынақтарды жүргізу басқармасы

Алматы 2016
Мазмұны
1 Лабораториялық кешен сипаттамасы
0.1.1 Нұсқау
0.1.2 Техникалық сипаттамалар
0.1.3 Жинақылық
0.1.4 Лабораториялық жұмыстар жинағы
0.1.5 Лабораториялық кешеннің ішкі күйі
0.1.6 Кешен құрылымы
0.1.7 Жиынтық құрамы
0.1.8 Стендті жұмысқа дайындау
0.1.9 Бағдарламалық кешенге нұсқаулық
2 Базалық сынақтарды жүргізу басқармасы
Лабораториялық жұмыс № 1.
Құбырөткізгіштің параметрлерінің тағайындалуы мен қондырғыларын зерделеу.
Лабораториялық жұмыс № 2.
Жергілікті кедергілердегі шығындардың сипаты.
Лабораториялық жұмыс № 3.
Құбырөткізгіштің төбешіктегі бүгілу жеріндегі сұйықтың ағу режимін зерттеу.
Лабораториялық жұмыс № 4.
Құбырөткізгіштің еңістегі бүгілу жеріндегі сұйықтың ағу режимін зерттеу.
Лабораториялық жұмыс № 5.
Құбырөткізгіштегі ағып кетулерді жобалау кезіндегі шығындарды зерделеу.
Лабораториялық жұмыс № 6.
Құбырөткізгіштердің кимақан жерлеріндегі сыртқы кедергілердің пайда болуының сипаты.

1. Лабораториялық кешен сипаттамасы
1.1.1. Нұсқау
Бұл кешен жоғары және орта мамандандырылған оқу орындарында лабораториялық-практикалық жұмыстарды жүргізуге арналған, және кешен бойынша +10 -нан +350C - ге дейінгі температурада, және ауа сулану қатынасы +250C - та 80% болған кезде жұмыс істеуге рұқсат береді.
Лабораториялық кешен беретін мүмкіндіктер: түрлі аймақтардағы құбырөткізгіштерде жұмыстық сұйықтың ағып кету үрдістерін (тік, 45 және 90 градустық иілу, айналымдар: төбешік, еңіс) және түрлі жергілікті кедергілердегі ( ағып кетулер, жергілікті кедергілер, тиектік арматуралар) зерделеу.
Сонымен қатар, бұл кешен құбырөткізгіште сынақ жүргізуге дағдылануға, өлшеу құрылғыларын пайдалануға және экплуатациялық сипаттама құруға мүмкіндік береді.
Виртуалды құралдардың міндеттерін атқаратын бағдарламалық жасақтамасы және түйісу құрылғылары бар, IBM PC типті ПЭВМ топтастырылады.

1.1.2. Техникалық сипаттамалар
Тұтынылатын қуаттылық, В ∙ А, одан аспауы керек
250
Электр көзі:

жұмыс қуаты және қорғаныш өткізгіші нөлдік ауыспалы токтың бірфазалы торынан, В
220
жиілік, Гц
50
Электр тогынан зақымданудан қорғау классы
I
Ауқымды өлшемдер, мм, одан аспауы керек

ұзындығы, ( мөлшеріне сәйкес)
1610
ені ( мөлшеріне ортогонал)
710
Биіктігі
1620
Масса, кг, одан аспауы керек
55
Топта бір мезгілде белсенді түрде жұмыс атқара алатын адамдар саны
3

1.1.3. Жинақылық
Құбырөткізгіштердің жинақы үйлесімділігі бар стенд тіреуіші 1шт.
Ортадан тепкіш насос 1шт.
Жұмыс сұйығы резервуары 1шт.
Аналогты шығысты вакуумметр (құбырөткізгішке орнатылған датчик) 3 шт.
Аналогты шығысты манометр (құбырөткізгішке орнатылған датчик) 3 шт.
Жиілікті шығысты расходомер 1шт.
Өлшеу және басқару бақылаушысы 1шт.
Қосу кабельдерінің жиынтығы 1шт.
Персоналды компьютер 1шт.
Microsoft Windows 7 Лицензиясы бар бағдарламалық жасақтама 1шт.
Microsoft Office 2010 Лицензиясы бар бағдарламалық жасақтама 1шт.
Өлшеулерді өңдеу және тіркеудің мамандандырылған бағдарламалық жасақтамасы 1шт.
Техникалық құжаттамалар жиынтығы 1шт.

1.1.4. Лабораториялық жұмыстар жинағы
1. Құбырөткізгіштің параметрлерінің тағайындалуы мен құрылғыларын зерделеу;
2. жергілікті кедергілердегі шығындарды анықтау;
3. Құбырөткізгіштің төбешіктегі бүгілу жеріндегі сұйықтың ағу режимін зерттеу.
4. Құбырөткізгіштің еңістегі бүгілу жеріндегі сұйықтың ағу режимін зерттеу.
5. Құбырөткізгіштегі ағып кетулерді жобалау кезіндегі шығындарды зерделеу.
6. Құбырөткізгіштердің кимақан жерлеріндегі сыртқы кедергілердің пайда болуының сипаты.

1.1.5. Лабораториялық кешеннің ішкі күйі

1.1.6. Кешен құрылымы

1.1.7. Жиынтық құрамы
1.
2. Жұмыс сұйықтығына арналған резервуар;
3. Н - Джилекс Циркуль 25-80 сорабы;
4. ПРЭМ;
5. Тік бағана, Ø 25;
6. Негізгі құбырөткізгіш, Ø 20;
7. Төгу сыйымдылығы;
8. Суармалы қылта;
9. Ауа жіберу құрылғылары;
10. Тиектік арматура;
11. Манометрлер;
12. Вакуумметрлер;
13. Параметрлерді жою және басқару шоғыры.

6.13.1
1.1.8. Стендті жұмысқа дайындау
1. Стендті жерге тұйықтау.
2. ПК - ны орнату. Оны USB кабелі арқылы стендке жалғау.
3. Желі автоматын қосу, ПО іске қосу.
4. Құбырөткізгіштегі процесстерді жобалау қосымша парақшасын ашу, калибрлеу датчиктерін басу.
Назар аударыңыздар!!! Датчиктерді калибрлеуді су айдаудың алдында жүргізу қажет. Қарама-қарсы жағдайда қондырғылар көрсеткіштері су бағанасын ескерусіз болады.
5. Желі автоматын өшіру. ПО жабу. ПК - ны істен шығару.
6. Барлық вентельдер жабық екендігіне көз жеткізу.
7. Жұмыс сұйықтығы резервуарының есігін ашу және бактағы тығынды бұрап босату.
8. Ыңғайлы болу үшін құйғышты пайдалана отырып, резервуар багіне 7 - 8 литр сұйықтық құйып, тығынды бекіту.
Ескерту! Жұмыстық сұйықтық ретінде дистилденген (тазартылған) суды қолдану ұсынылады.
9. Жиектегі сыйымдылықтың тығынын бұрап босатып, суды жиек деңгейінің 34 бөлігіне дейін құю, сонымен қатар автоматты клапандарда ауа жіберу тетіктері ашық болуы керек.
10. З - 12, З - 11, З - 10, З - 9, З - 8, З - 7, З - 6, З - 5, З - 4, З - 3 вентильдерін ашу.
11. Сорап және Желі автоматын қосу.

12. Ыдыстағы сұйықтықтың азаю көлеміне байланысты жиек деңгейінің 34 бөлігіне дейін құйып отыру.
13. Жиек деңгейі төмендеуін тоқтатқан кезде сорапты өшіріп, жиек деңгейіндегі тығынды бұрау.
14. Ашық вентильдерді жабу.

!!! НАЗАР АУДАРЫҢЫЗ

1. Бактардың саңылаусыздығын бұзып алмау үшін, олардағы үлкен қызыл қақпақтарды ашуға болмайды. Жұмыстық сұйықтықты ақ штуцерлер (жалғастықтар) арқылы құю керек.
2. Әр бір ақ штуцердің силиконды төсемесі болады, ол өте маңызды.
3. Автоматты клапандарда қақпақшалар 12 сіне дейін бұралған болуы керек.
4. В және М (вакуумметрлер мен манометрлер) жүйесіндегі қысымның болуы стационарлы жағдайдағы (сорап жұмысын ескермеген кезде) сұйық деңгейін анықтайды.
5. Экраннан немесе ПО - дан параметрлер мәндерін жойған жағдайда біраз уақыт күту қажет, себебі мәндер кідірістермен жаңартылады.
6. Қысым айырмашылықтарын жою кезінде датчиктер деңгейінің айырмашылықтарын ескеру қажет.

1. E - LAB (сораптар) бағдарламалық кешеніне нұсқау

1. Бағдарламаны іске қосу Жұмыс үстеліндегі жарлық арқылы іске асырылады. Бағдарламаны іске қосу алдында стендтің ПК - ға жалғанғанына және қорек көзі тумблері Включено жағдайында тұрғандығына міндетті түрде көз жеткізіңіз.

2. Бағдарламаның жоғарғы жағында, мәзір алаңында ПК жалғанған стенд атауын таңдау қажет.
3. Сораптардың жұмыс параметрлерін есептеу.
Бұл үлгіде стенд датчиктерінің ағымдық көрсеткіштері суреттелген.
Жұмысты бастамас бұрын, калибровка датчиков тетігін басу арқылы, датчиктерді клибрлеуді жүргізу қажет.
Орта көлемдегі көрсетулерді есептен шығарып тастау үшін Сброс тетігін басу қажет.
Тахомер көрсетулерін жою үшін сорап стендіне жалғанған ажыратудың нөміріне сәйкес келетін сорап түрін таңдау қажет.

Берілген мәндерді бекіту үшін Кесте батырмасын басып, Старт батырмасын басыу арқылы стенд датчигі көрсеткіштерін жазуды іске қосу керек, осыдан кейін батырма атауы Стоп деп өзгертіліп, жазу басталады. Жазу басталған мезеттен Таймер есептеуі басталады. Мәндерді тіркеу әр екі секундта іске асырылып отырады. Стоп батырмасын басу арқылыЖазу тоқтатылады. Алынған мәндерді Сохранить батырмасын басып, атын еңгізу арқылы қатқыл дискіге сақтауға болады.

4. Құбырөткізгіштегі процесстерді жобалау

Бұл үлгімен жұмыс істеу Сораптардың жұмыс параметрлерін зерттеу үлгісіне ұқсас.

5. Стенд пен ПК жалғануын қолдан орнату үшін, бағдаламаның бастапқы терезесіндегі оң жақ төменгі бұрышындағы Настройка батырмасын басып, Настройка формасын ашу керек.
Төмендеп жатқан тізімнен талап етілетін СОМ - портты таңдап, Установить батырмасын басу керек. Қол жетімді бос СОМ - порттар жөнінде ақпатар қажет болса, Обновить батырмасын басу керек.

6. Қателіктер кеткен жағдайда бағдарламаны қайта жіберу керек, және жасаушылар көмегіне сүйену керек.

2. Базалық сынақтарды жүргізу басқармасы

Лабораториялық жұмыс № 1.
Құбырөткізгіштің параметрлерінің тағайындалуы мен қондырғыларын зерделеу.
Жұмыстың мақсаты: Құбырөткізгіштер параметрлерін анықтау тәсілдерімен танысу және құрылғыларын зерделеу.

Қысқаша теориялық мәлеметтер
Құбырөткізгіш - газ және сұйық күйлердегі заттардың, сонымен қатар, құбыржолымен (құбыр жүйесінде) тасымалдауға болатын қатты фракциялардың технологиялық тасымалын жүзеге асыратын, үздіксіз жұмыс істейтін көлік құралы. Зат тасымалы құбырлардың түрлі кимауларында қысым ауытқуы нәтижесінде жүзеге асады.
Құбырөткізгіштер арнайы тағайындалуына және территориялық орналасуларына байланысты магистральді және таратушы құбырлар болып бөлінеді.
Магистральдік құбырөткізгіштерге әдетте өнімдерді өндіріс орындарынан қайта өңдеу пункттері немесе тұтыну обьектілеріне тасымалдайтын газ, мұнай және су құбырлары жатады.
Таратушы құбырлар өндірістік процессті іске асыру мақсатында өнеркәсіптік ұйым аумағында құбыр арқылы тасымалдауға болатын заттарды тасымалдауға арналған. Таратушы құбырларға тұрғын уйлерді газ жіне сумен қамтамасыз ететін, және т.с.с. тұрмыстық-коммуналдық инженерлік коммуникациялар жатады.
Құбырөткізгіштер атқаратын қызметтеріне қарай келесі топшаларға бөлінеді:
* Газды коммуникациялар;
* Мұнай құбырлары;
* Суайдау торлары (су құбыры және канализация);
* Ауа құбырлары;
* Өнімдік құбырлар.
Құбырөткізгіштер өз бойынан заттарды өткізу типіне қарай екі түрлі болады:
* Арынды құбырөткізгіштер (тасымалдау қысым әсерінен жүреді);
* Арынсыз (өздігінен айдалатын) құбырөткізгіштер (тасымал табиғи еңіс нәтижесінде жүреді).
Құбырөткізгіштер кимау типтеріне қарай да бөлінді. Дөңгелек киматы коммуникациялар едәуір кең тараған; алайда түрлі мақсаттарда тікбұрышты, шаршы және басқа профильді кимақан құбырөткізгіштер қолданылады.
Құбырөткізгіштердің аса маңызды сипаттамаларының бірі - оның қандай материялдан жасалғандығы. Жасалған материялына қарай торлар:
* Маталл (шойын, мыс, болат);
* Бетон;
* Асбестті цемент;
* Полимерлі;
* Шыны пластикті және т.б. болып бөлінеді.
Техникалық және экономикалық тұрғыдан қарағанда, құбырөткізгіштерді пайдалану - тасымалдың едәуір оңтайлы әрі ұтымды түрі, эскплуатацияның орташа жағдайларында құбырөткізгішпен тасымалдау жүк шығынының болмауына кепілдік береді.
Пластиктен құбырлардан жасалған құбырөткізгіштерді газ, су жүргізу үшін қолдану - құбыр тасымалының дамуындағы ілгері қадам ретінде саналады. Полимерлі құбырөткізгіштер заманауи инженерлік коммуникациялар қоятын талаптарды едәуір оңтайлы түрде қанағаттандырады (дәстүрлі болғанымен, ескірген материалдармен салыстырғанда). Олар ұзақ уақытқа шыдайды, кепілдендірілген жұмыс мерзімі - 100 жыл шамасында. Жарты ғасыр бойы жұмыс істеп тұрған полиэтиленді су құбырын зерттеу нәтижелері ол құбырдың өте жақсы жұмыстық күйде екендігін көрсеткен, металл немесе бетоннан жасалған құбырлар мұнша уақыт ішінде тозып кететін еді. Пластик құбырлар коррозияға төзімді, оларды жөндеу ыңғайлы әрі бұндай құбырлар экологияға еш зиян келтірмейді.

Гидродинамика негіздері.
Гидродинамика - сұйықтың қозғалысының заңдылықтары мен оның қозғалысты және қозғалыссыз беттермен әсерлесуін зерттейтін гидравликаның бөлімі.
Егер беріктігі жоғары дененің бөлек бөлшектері өзара берік байланысқан болса, қозғалыстағы сұйық ортада мұндай байланыстар болмайды. Сұйықтың қозғалысы бөлек молекулалардың аса қиын орын ауыстыруы нәтижесінде орындалады.
3.1. Сұйықтық қозғалысы жайлы негізгі түсінік
Қимыл қима ω (м3) - деп, ағыс бағытына перпенағынның көлденең қимасының ауданын айтамыз. Мысалы, құбырдың қимыл қимасы - шеңбер (3,1 а сурет), кланпанның қимыл қимасы - ішкі диаметрі өзгеретін сақина (3,1 б сурет).

3,1 сурет. Қимыл қималар: а - құбырдың, б - клапанның.
Суланған периметр χ (хи) - қимыл қима периметрінің берік қабырғалармен шектелген бөлігі (3,2 сурет. Қалың сызық арқылы көрсетілген).

3,2 сурет. Суланған периметр
Дөңгелек құбыр үшін
егер бұрыш мәні радианмен берілсе,
егер φ бұрыш мәні градуспен берілсе.
Ағыс шығыны Q - қимыл қима ω арқылы t уақыт бірлігінде ағып өтетін сұйық көлемі V.

Ағыстың орташа жылдамдығы υ - сұйықтық шығынының Q қимыл қима ω ауданына қатынасымен анықталатын сұйықтың жылдамдығы.

Сұйықтықтың түрлі бөлшектерінің қозғалыс жылдамдықтары бір-бірінен өзгеше болғандықтан, ағыс жылдамдығы орташаланады. Мысалы, дөңгелек құбырда құбыр осіндегі жылдамдық максимал мәнде, ал құбырдың қабырғалары маңында нөлге тең.
Ағыстың гидравликалық радиусы R - қимыл қиманың суланған периметрге қатынасы.

Сұйықтықтың ағысы орнатылған және орнатылмаған болып келеді. Орнатылған ағыс - деп ағыс арнасының берілген нүктесінде қысым мен жылдамдық уақыт аралығында өзгермейтін сұйықтық ағысын айтады.

Ал орнатылмаған (тұрақсыз) ағыс - сұйықтықтың ағыс жылдамдығы мен қысымы тек кеңістік координаттарына ғана емес, уақытқа да тәуелді өзгеріп отыратын ағыс.

Ток сызығы - (орнатылмаған қозғалыс кезінде қолданылады) әр нүктесінде жылдамдық векторы осы уақытта түйістірілуге бағытталған қисық.
Ток түтігі - шексіз кішігірім көлденең қималы ток сызықтарынан пайда болатын түтікті бет. Ток түтігі ішінде бекітілген ағыс бөлігі элементар ағыс деп аталады.

3,3 сурет. Ағыс және ток сызығы.
Сұйықтың ағысы арынды және арынсыз болады. Арынды ағыс бос кеңістігі жоқ жабық арнада байқалады. Арынды ағыс жоғары қысымды құбырөткізгіштерде байқалады. Арынсыз ағыс - ашық арналарда (өзендер, ашық каналдар, астаулар және т.с.с.) байқалатын, бос кеңістікті ағыс.берілген бағамда тек арынды ағысты қарастырамыз.

3,4 сурет. Тұрақты шығындағы ауыспалы диаметрлі құбыр.
Заттың сақталу заңдылығы мен шығын тұрақтылығынан ағыстың үздіксіздік теңдеуі шығады. Ауыспалы қимыл қимасы бар құбырды алайық (3,4 сурет). Құбырдағы сұйық шығыны кез-келген қимасында тұрақты, яғни Q1 = Q2 = const, бұдан
Осылайша, егер құбыр ішіндегі ағыс үздіксіз әрі тұтас болса, онда үздіксіздік теңдеуі келесі түрге ие болады:

3.2. Идеал сұйық үшін Бернулли теңдеуі.
1738 жылы шыққан Даниила Бернуллидің теңдеуі - гидродинамиканың негізгі теңдеуі болып табылады. Бұл теңдеу ағыстың түрлі қималарында Р қысым мен υ орташа жылдамдық және z пьезометрлік биіктік араларындағы байланысты анықтайды және қозғалыстағы сұйықтықтың энергия сақталу заңын көрсетеді. Осы теңдеу арқылы көптеген есептер шығарылады.
β бұрышы маңындағы кеңістікте ораласқан ауыспалы диаметрлі құбырды қарастырайық (3,5 сурет).
Құбырөткізгіштің қарастырылып отырған аумағынан кез-келген екі қиманы таңдап алайық: 1-1 қимасы және 2-2 қимасы. Шығыны Q ге тең болатын сұйықтық бірінші қимадан екінші қимаға қарай құбырөткізгішбойымен жоғары қозғалуда.
Сұйықтық қысымын өлшеу үшін, сұйықтық деңгейі биіктігіне көтерілетін, қабырғалары жұқа түтікшелер - пьезометрлер қолданылады.
Пьезометрлерден басқа, 1-1 және 2-2 әрбір қимасында бұралған соңы Пито түтікшесі деп аталатын сұйықтық ағысына қарама-қарсы бағытталған түтікше орнатылған. Сол сияқты, егер сұйықтық деңгейлерін пьезометрлік сызықтан бастап есептесе, Пито түтікшесіндегі сұйықтықтар түрлі деңгейлерге көтеріледі.
Пьезометрлік сызықты келесітүрде тұрғызуға болады. Егер 1-1 және 2-2 қималары арасында бірнеше бірдей пьезометр орналастырсақ, және сұйықтық деңгейінің көрсеткіштері арасында олардың бойымен қисық жүргізсек, онда біз сынық сызық аламыз (3,5 сурет).

3,5 сурет. Идеал сұйықтыққа арналған Бернулли теңдеуінің қорытындысының сұлбасы.
Алайда, Пито түтікшелерінде салыстыру жазықтығы деп аталатын, 0-0 еркін орналасқан горизонталь түзуіне қатысты биіктік деңгейлері бірдей болады.
Егер Пито түтіешелеріндегі сұйықтық деңгейлеріндегі көрсеткіштер арқылы сызық жүргізсе, ол сызық горизонталь болады және құбырөткізгіштің толық энергиясының деңгейін көрсетеді.
Идеал сұйықтық ағысының екі: 1-1 және 2-2 еркін қималары үшін Бернулли теңдеуі кеелсі түрде болады:

1-1 және 2-2 қималары еркін түрде алынғандықтан, алынған теңдеуді басқа түрде жазуға болады:

және: идеал сұйықтық ағысының кез-келген қимасы үшін үздіксіз мөлшер - Бернулли теңдеуінің үш мүшесінің суммасына тең.
Энергетикалық тұрғыдан қарағанда, теңдеудің әр мүшесі энергияның белгілі бір түрін білдіреді:
z1 және z2 - 1-1 және 2-2 қималарындағы потенциал энергияны сипаттайтын күйдің меншікті энергиялары;
және - сол қималардағы потенциал энергияны сипаттайтын қысымның меншікті энергиялары;
және - сол қималардағы меншікті кинематикалық энергиялар;
Осыдан, Бернулли теңдеуіне сәйкес, идеал сұйықтықтың толық меншікті энергиясы кез-келген қимада тұрақты.
Бернулли теңдеуін геометрия тілінде де түсіндіруге болады. Мәселе теңдеудің әр мүшесінің өзінің сызықтық өлшемінің болуында. 3,5 суретке қарап отырып, z1 және z2 - салыстыру жазықтығындағы 1-1 және 2-2 қималарының геометриялық биіктіктері; және - аталған қималардың пьезометрлік биіктіктері; ал және - аталған қималардың жылдамдық биіктіктері екендігін аңғарамыз.
Бұл жағдайда Бернулли теңдеуін: идеал сұйықтық үшін үздіксіз мөлшер - геометриялық, пьезометрлік және жылдамдық биіктіктерінің суммасына тең - деп оқи аламыз.

3.3. Реал сұйықтық үшін Бернулли теңдеуі.
Реал сұйықтыққа арналған Бернулли теңдеуі теңдеуінен айырмашылықтары бар. Мәселе реал тұтқыр сұйықтық қозғалысы кезінде үйкеліс күші пайда болатындығында. Одан арылу мақсатында сұйықтық өз энергиясын жұмсайды. Нәтижесінде, сұйықтықтың 1-1 қимасындағы толық меншікті энергиясы 2-2 қимасындағы толық меншікті энергиясынан жоғалтылған энергия мөлшері шамасына көп болады. (3,6 сурет)

3,6 сурет. Реал сұйықтыққа арналған Бернулли теңдеуінің қорытындысының сұлбасы.
Жоғалтылған энергия немесе жоғалтылған арын деп белгіленеді және сондай-ақ сызықтық мөлшерлігігі бар.
Реал сұйықтыққа арналған Бернулли теңдеуі келесі түрде жазылады:

3,6 суретте көрсетілгендей, сұйықтықтың 1-1 қимасынан 2-2 қимасына қозғалысы кезінде жоғалтылған арын әрдайым көбейіп отырады (жоғалтылған арын тік штрих сызығымен көрсетілген). Осылайша, сұйықтықтың бірінші қимасындағы бастапқы энергия деңгейі екінші қимада төрт бөліктен тұрады: геометриялық биіктік, пьезометрлік биіктік, жылдамдықтық биіктік және 1-1 мен 2-2 қималары арасында жоғалтылған арын.
Теңдеуде бұдан басқа тағы Кориолис коэффициенті деп аталатын екі коэффициент α1 және α2 пайда болды. Олар сұйықтықтың ағу режиміне тәуелді (ламинарлы режимде α = 2, ал турбулентті режимде α = 1).
Жоғалтылған арын сұйықтық қабаттары арасындағы үйкеліс күшінен пайда болған сызықтық шығындардан және жергілікті кедергілерден (ағыс нысандары өзгерісінен) пайда болған шығындардан тұрады.

Бернулли теңдеуі көмегімен практикалық гидравликаның көптеген есептері шығарылады. Ол үшін ағыс ұзындығы бойынша екі қима таңдалып алынады, осылайша, олардың бірінде Р, ρ, g мәндері, ал басқа қимада бір мән белгілі немесе мәндер анықтамаға тиіс болу үшін. Екінші қимада екі мән белгісіз болғанда сұйықтық шығынының тұрақтылық теңдеуі қолданылады.
3.4. Сұйықтық шығынын және ағын жылдамдығын өлшеу.
Ағын нүктелерінде жылдамдықты есептеу үшін, Бернулли теңдеуі принципіне жұмыс істейтін, бұралған соңы сұйықтық ағысына қарама-қарсы бағытталған Пито түтікшесі кеңінен қолданыс тапты (3,7 сурет). Ағыстың кез-келген нүктесінде сұйықтық жылдамдығын есептеу кеерк болсын. Түтікшенің соңын көрсетілген нүктеге орнатып, және 1-1 қимасы және Пито түтікшесіндегі сұйықтық деңгейі арқылы өтетін қима үшін Бернулли теңдеуін құрастырып,
немесе теңдеуін аламыз. Мұндағы:
Н - пито түтікшесіндегі сұйықтық бағанасы.

3,7 сурет. Пито түтікшесі және Вентури расходометрі.
Құбырөткізгіштердегі сұйықтықтың шығынын есептеу үшін, сондай-ақ Бернулли теңдеуі принципінде әрекет етуге негізделген, Вентури расходометрі жиі қолданылады. Вентури расходометрі араларында цилиндр пішінді үстемесі бар, екі конустық қондырғыдан тұрады. Егер I-I және II-II қималарында пьезометрлерді орналастырсақ, онда ондағы теңдеулердің айырмашылығы құбыр бойымен ағып өтетін сұйықтық шығынына тәуелді болады.
Арын шығындарын ескермей және z1 = z2 деп есептей келе, I-I және II-II қималары Бернулли теңдеуін жазамыз:
немесе .
Үздіксіздік теңдеуін қолдана отырып, алынған формуланы алмастырамыз:
.
Q біршама есептей келе, аламыз.
алдында тұрған формула - Вентури суөлшерінің тұрақтысы деп аталатын тұрақты шама болып табылады.
Алынған теңдеуден көретініміздей, h Q шығынға тәуелді. Жиі бұл тәуелділікті h - тен Q - ге қарай параболалық сипаты бар балама қисық түрінде құрады.
Жұмыстың орындалу реті.
1. Лабораториялық құрал-жабдықдың сипаттамасымен және қысқаша теориялық мәліметтермен жақсылап танысыңыздыр;
2. Лабораториялық кешен сипаттамасынан алынған ақпараттарды және қысқаша теориялық, сондай-ақ қосымша әдебиеттерден немесе Интернет желісінен алынған мәліметтерді қолдана отырып, құбырөткізгіштердің құрылысын зерттеңіздер: құбырөткізгіштің құрылымдық сұлбасының стендін салыңыздар, және әрбір элементтер мен құрылғыларды көрсетіңіздер;
3. Лабораториялық стенд қорек көзінен ажыратылғандығына, (автомат Желі өшірулі), сұйықтық құйылғандығына, ал ауа шығаратын қақпақшалары кішкене ашықтау екендігіне көз жеткізіңіздер;
4. Стендтегі тиектік крандар жабық екендігіне көз жеткізіңіздер;
5. Желі автоматын қосыңыздар;
6. Контроллер экранында М және В көрсеткіштері бірдей, шығын Q = 0 екендігіне көз жеткізіңіздер;
Ескерту! Егер М және В көрсеткіштері әр түрлі болса, З-13 ті ашыңқырап, оларды теңестіріп З-13 ті жабу керек.
7. Сорап автоматын қосыңыз.
8. Контроллер экранынан параметрлер мәндерін өшіріңіз.
9. Желі және сорап автоматтарын өшіріп, жұмыс үстелін қалпына келтіріңіз.
10. Атқарылған жұмысты қорытындылаңыз.

Лабораториялық жұмыс № 2.
Жергілікті кедергілердегі шығындардың сипаты.
Жұмыстың мақсаты: жергілікті кедергілердегі шығындардың сипатын анықтау тәсілдерімен танысу.
Қысқаша теориялық мәлеметтер
Жергілікті кедергілерге құбырөткізгіш иіндері, крандар, вентлиьдер, фильтрлер, үштармақтар, және т.с.с. жатады. Барлық жергілікті кедергілерде, түзу құбырөткізгіштердегідей, қозғалыстағы сұйықтықтың энергиясының жоғалуыф орын алады.

11,3 сурет. Жергілікті кедергілер.
а - құбырөткізгіш сұлбасы; б - сұйықтықтың аяқасты ұлғаюы; в - айналмасы жоқ иін; 1 - иін; 2 - үштармақ; 3 - вентиль.
Едәуір өзгеше жағдай - жанды қима ауданы S1 ден S2 ге дейін бірден үлкейген кездегі сұйықтықтың аяқасты ұлғаюы (11,3 сурет, б). Бұл кезде келесі жағдайды көреміз: 1-1 жанды қимасын белгілі бір жылдамдықпен жүріп өткен сұйық бөлшектер ары қарай да сол жылдамдықпен қозғалуға тырысады. Алайда, оларды 2-2 үлкейген жанды қима бойындағы, жылдамдығы төмендеу алдыңғы бөлшектер тежейді. Осының нәтижесінде, 2-2 жанды қимасының алдындағы бұрыштарда сұйықтықпен толтырылған, ортақ ағынға араласпайтын, А сақиналы кеңістігі пайда болады. Шекаралық бетте ішкі үйкеліс күштері әсер ететіндіктен, бұл сұйықтық айналымды - құйынды қозғалыста болады.
Сондай-ақ, Б және В құйынды зоналары пайда болған иінде сұйықтықтың қозғалысы кезінде де аналогты құбылыс көрініс табады. Әрине, құйынның пайда болуына біршама энергия жұмсалады. Жергілікті кедергілердегі, жергілікті шығын деп аталатын арынның бұл шығындары А коэффициенті х коэффициентімен алмастырылатын формула (11,1) арқылы анықталады:
(11,1)
мұндағы: х - жергілікті кедергі коэффициенті; v - жергілікті кедергілерден кейінгі сұйықтық жылдамдығы.
Әдетте х коэффициенті тәжірибелік түрде анықталады. 11,1 кестеде жиі кездесетін жергілікті кедергілер мен х коэффициенттері көрсетілген.
11,1 кесте. Х коэффициенттерінің орташа мәндері
Жергілікті кедергі түрі
Х коэффициенті
Құбырға кіру:

жиектің айналмасысыз
0,5
жиектің айналмасымен
0,1
Құбырдан үлкен өлшемді ыдысқа шығу
1,0
Иілімдер:

айналмасыз
1,5
айналмалы
0,5
Стандартты вентиль
4,0
Егер құбырөткізгіштер бағытын жиі өзгертетін, түрлі жергілікті кедергілермен қаныққан иілімдері бар қысқа аумақтардан тұратын болса, арынның жоғалуы қатты сезіледі. Мұндай құбырөткізгіштер машиналар, ВГМ, тракторлар, тікұшақтар қозғалтқыштары мен транмиссия гидрожүйелерінің май құбырларында, сондай-ақ тұрғын үй ғимараттары мен өнеркәсіптік ұйымдардың су құбырларында кең тараған.

Жұмыстың орындалу реті.
1. Лабораториялық құрал-жабдықдың сипаттамасымен және қысқаша теориялық мәліметтермен жақсылап танысыңыздыр;
2. Лабораториялық стенд қорек көзінен ажыратылғандығына, (автомат Желі өшірулі), сұйықтық құйылғандығына, ал ауа шығаратын қақпақшалары кішкене ашықтау екендігіне көз жеткізіңіздер;
3. Стендтегі тиектік крандар жабық екендігіне көз жеткізіңіздер;
4. Желі автоматын қосыңыздар;
5. Контроллер экранында М1 және В1 көрсеткіштері бірдей, шығын Q = 0 екендігіне көз жеткізіңіздер;
Ескерту! Егер М және В көрсеткіштері әр түрлі болса, З-13 ті ашыңқырап, оларды теңестіріп З-13 ті жабу керек.
6. Сорап автоматын қосыңыз.
7. З-3 ашып, М1, В1 және Q мәндерін өшіріп, З-3 қосу;
8. З-4 ашып, М1, В1 және Q мәндерін өшіріп, З-4 қосу;
Ескерту! З-3 ашық болса, құбырөткізгіш 6 бұрыштан, ал З-4 ашық болса - 5 бұрыштан тұрады.
9. З-11 ашып, М3, В3 және Q мәндерін өшіріп, З-11 қосу;
10. З-12 ашып, М3, В3 және Q мәндерін өшіріп, З-12 қосу;
Ескерту! З-11 900 иілімді қамтиды, ал З-12 450 иілімді қамтиды.
11. Желі және сорап автоматтарын өшіріп, жұмыс үстелін қалпына келтіріңіз;
12. Атқарылған жұмысты қорытындылаңыз.

Лабораториялық жұмыс № 3.
Құбырөткізгіштің төбешіктегі бүгілу жеріндегі сұйықтың ағу режимін зерттеу.
Жұмыстың мақсаты: құбырөткізгіштің төбешіктегі бүгілу жеріндегі сұйықтың ағу режимін зерттеу.
Қысқаша теориялық мәлеметтер
1. Гидравликалық кедергідер.
Энергия шығындарын (гидравливалық арынның төмендеуін) тек салыстырмалы ұзындықты аумақтарда ғана емес, қысқа аумақтарда да жүретін сұйықтықтардан байқауға болады. Кей жағдайларда арын төмендеуі құбырөткізгіштің ұзындығы бойына таралады (кейде біркелкі болып) - бұл сызықтық шығындар; ал басқаларында - олар арын деформацияға ұшырайтын, ұзындықтарын елемеуге болатын, өте қысқа аумақтарға, былайша айтқанда - жергілікті гидраваликалық кедергілерге: вентильдер, мүмкін айлалмалар, тарылулар, кеңеюлер және т.с.с. шоғырланады. Барлық жағдайларда шығын себепкері болып сұйықтықтың тұтқырлығы саналады.
Жергілікті гидравликалық кедергілерде арынның төмендеуі құбырөткізгіштің ұзындығы бойына таралуы елеулі түрде сұйықтықтың қозғалыс режиміне тәуелді болып келеді.
1.1. Сұйықтықтың қозғалыс режимдері.
Каналдар мен құбырлардағы сұйықтық қозғалысын бақылай отырып, сұйықтықты кей жағдайларда өз бөлшектерінің белгілі бір реттілігін сақтайтынын, ал тағы бірде - жүйесіз түрде қозғалатындығын аңғаруға болады. Алайда, бұл сұрақ бойынша бітіп бара жатқан тәжірибелерді 1883 жылы Рейнольдс жасаған болатын. 4,1 суретте Рейнольс өз тәжірибелерін жүргізген қондырғыға ұқсас қондырғы көрсетілген.
Бұл қондырғы соңында С краны бар В шыны құбыры шығып жатқан, суы бар резервуар А мен шыны құбар В ішіне түтікше арқылы жіңішке ағыспен еңгізілетін бояудың судағы тұнбасы бар, D ыдыстан тұрады.
Сұйықтық қозғалысының бірінші жағдайы. Егер С кранда кішкене ашыңқырап, судың құбыр ішінде кішігірім жылдамдықпен ағуына мүмкіндік берсе, ал содан кейін Е краны арқылы су ағынына бояуды еңгізсек, онда біз бояу қоспасының ағын сумен араласып кетпейтіндігін байқаймыз. Бояу ағысы шыны құбыр бойында анық көрініп тұрады. Бұдан байқайтынымыз - сұйықтық ағысының қабатты екндігі және араласпайтындығы. Егер де, сонымен қатар, құбырға пито түтікшесін немесе пьезометр жалғасақ, олар уақыт аралығындаға жылдамдық пен қысымның өзгеріссіз екендігін көрсетеді. Ағыс режимінің бұл түрі ламинарлы деп аталады.
Сұйықтық қозғалысының екінші жағдайы. C кранын ашу арқылы құбырдағы судың ағыс жылдамдығын бірте-бірте арттыру кезінде құбылыс бастапқыда өзгеріссіз болады, бірақ кейінірек ағыстың белгілі бір жылдамдығында ол жылдам өзгере бастайды. Бояу ағысы құбырдан шығар жерде шайқала бастайды, содан кейін шайылып, су ағынымен араласа бастайды, сонымен қатар, сұықтың айналмалы қозғалысы мен құйынның пайда болғанын байқаймыз. Осы кезде пьезометр және Пито түтікшесі су ағысының жыламдығы мен қысымының үздіксіз толықсымаларын көрсетеді. Мұндай ағыс Турбулентті деп аталады (4,1 сурет, жоғарғы жағында).

4,1 сурет. Рейнольдс қондырғысының сұлбасы.

Ағыс жылдамдығын төмендетсек, ламинарлы ағыс қайта қалпына келеді.
Сонымен, ламинарлы ағыс - деп сұйықтың бөлшектерінің араласпай, қысым мен жылдамдық толықсуынсыз (пулсация), қабаттасып ағуын айтамыз. Сұйықтықтың ламинарлы ағысы кезінде тұрақты қимасы бар тік құбырда ток сызықтарының барлығы құбыр осіне параллель орналасқан. Сонымен қатар, сұйықтық бөлшектерінің көлденең орынауыстыруы болмайды.
Турбулентті ағыс - деп сұйықтықтың жылдамдықтары мен қысымының толықсуынан сұйықтықтың қарқынды араласуымен қатар жүретін ағыс. Сұйықтықтың негізгі бойлық қозғалысымен қатар, сұйықтықтың бөлек мөлшерлерінің көлденең айналмалы қозғалыстарын байқауға болаы. Ламинарлы тәртіптен турбулентті тәртіпке ауысу сұйықтықтың белгілі бір жылдамдығында байқалады. Бұл жылдамдық критикалық жылдамдық υкр деп аталады.
Бұл жылдамдық сұйықтықтың кинематикалық тұтқырлығына тура пропорционал және құбыр диаметріне кері пропорционал:

мұндағы: υ - кинематикалық тұтқырлық;
k - өлшемсіз коэффициент;
d - құбырдың ішкі диаметрі.
Бұл формуладағы өлшемсіз коэффициент k барлық сұйықтықтар мен газдар үшін, ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.