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 «h_п» 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 (h_n-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.