Определение нефиксированного отбора воды

Цель: выявить закономерности влияния отборов воды на изменение напора (давлений) в трубопроводной сети в различных точках (узлах).

Описание установки

Лабораторная установка для определения нефиксированного отбора воды, схема которой представлена на рис. 8.1, включает в себя следующие основные элементы: систему трубопроводов, малый и большой мерные баки, бак с водой, бак постоянного расхода, клапаны запорные (шаровые краны) и центробежный насос.

Вода из бака с водой 1 подается по трубе 24 центробежным насосом 19 в бак постоянного напора 26. Из бака 26 вода по трубе 23 поступает в водопроводную сеть (в том числе и точку «Узел»), а ее излишки по переливной трубе 25 транспортируются в бак 7. Изменение расходов в точке «Узел» осуществляется при изменении степени открытия клапана запорного 75 и изливе излишек воды по переливной трубе 16 в бак 7.

Определение фактических напоров в узле при различных расходах служит пьезометр 13 со шкалой 14.

Для определения расхода воды в точке «узел» используется малый 6 (при малых расходах) и большой 7 (при больших расходах) мерные баки. Заполнение баков (в определенное время должен заполняться один из баков) осуществляется при открытии клапанов запорных 9 или 10 и, соответственно, закрытых клапанах запорных 2 или 3. Степень заполнения баков водой определяется по уровнемерам. Опорожнение мерных баков происходит после открытия шаровых кранов 2 или 3. Вода сливается в бак 7.

Рис. 8.1. Определение нефиксированного отбора воды:

• 1 — бак с водой; 2, 3, 9, 10,15, 18, 20, 21, 24 — клапан запорный;
• 4,5 — переливная труба; 6 — малый мерный бак с уровнемером;
• 7 — большой мерный бак с уровнемером; 8,11 — уровнемерная шкала; 12 — водопроводный «Узел»; 13 — пьезометр; 14 — шкала;
• 16 — отводной трубопровод; 17 — указатель уровня воды в баке;
• 19 — центробежный насос; 22 — патрубок для заполнения установки водой; 23 — трубопровод водопроводной сети; 25 — подающий трубопровод; 26 — переливной трубопровод;
• 27 — бак постоянного напора

Порядок выполнения работы

Перед началом проведения лабораторной работы все шаровые краны должны быть закрыты.

Проведение данной лабораторной работы следует выполнять в следующей последовательности.

1. Подключить шланг от водопровода к патрубку 22, открыть клапан запорный 21 и заполнить бак 1 водой. Уровень заполнения покажет указатель уровня (предельное значение укажет метка).

• 2. Включить центробежный насос. Заполнить бак постоянного напора. Уровень в баке постоянного напора должен занять максимальное значение.
• 3. Открыть клапан запорный 24 (через некоторое время показатель уровня в баке постоянного напора и в пьезометре 13 устанавливается на одной отметке).
• 4. Открыть клапан запорный 9 на некоторую степень (степень открытия должна быть небольшой).
• 5. Замерить объем истечения воды через узел в мерный бак за определенный промежуток времени. Для выполнения этого пункта следует закрыть клапан запорный на выпуске из мерного бак (6 или 7) и определить высоту контрольного объема (он должен быть не менее 10 см) по уровнемеру (при начальном отсчете (принимается по шкале уровнемера) включить секундомер и выключить его при конечном отсчете). Одновременно определить значение пьезометрического напора по шкале 14 пьезометра 13.
• 6. Приоткрыть клапан запорный 15 (часть расхода, идущего по трубе 23, будет сливаться в бак 1, не доходя до точки «Узел»). Произвести замеры в соответствии с п. 5.
• 7. Повторить 4—5 раз пункты 5 и 6 при других степенях открытия клапана запорного 15.
• 8. Закрыть клапан запорный 24.
• 9. Выключить насос.
• 10. Данные экспериментов занести в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Обработка опытных данных

1. Контрольный объем воды IV, л, поступающий в мерный бак, можно рассчитать по формуле

где 1_К — высота воды в мерном баке, дм; Р — внутренний диаметр мерного бака, дм.

Расход воды О, л/с, отбираемый в узле, определяется по зависимости

где Г — продолжительность наполнения контрольного объема мерного бака, с.

Построить зависимость О =/(Н).

Контрольные вопросы

• 1. Что такое нефиксированный расход?
• 2. В каких случаях возникают нефиксированные расходы?
• 3. Как учитываются нефиксированные расходы при расчете водопроводных сетей?
• 4. Как изменяются нефиксированные расходы при увеличении давления в сети?
• 5. Как определяются нефиксированные расходы в данной лабораторной работе?

Тема 9