Determinarea Coeficientului de Debit Al Unei Diafragme

DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE DEBIT AL UNEI DIAFRAGME

I. Noţiuni teoretice Plasarea unei diafragme într-o conductă constituie un procedeu de măsurare a debitului. Fie A aria secţiunii conductei şi A 0 aria secţiunii diafragmei. La curgerea prin diafragmă se constată apariţia unei zone de vârtejuri, denumită “apă moartă” în imediata vecinătate a diafragmei (fig.1). S 1

S 2

r

Ø D

1

r

V 1

V 2

2

Ød 

 D/2

 D

Δh ρHg Fig. 1 Schema constructiv-funcţională a diafragmei

Astfel, secţiunea reală de curgere în dreptul diafragmei este αA0 (α<1 – coeficientul de contracţie). Aplicând relaţia lui Bernoulli între secţiunea curentă a conductei şi secţiunea diafragmei se obţine:  p −  p 0

ρ ⋅ g 

=

v 02

− v2 2 g 

d  + hloc

şi ţinând seama de ecuaţia de continuitate:

Q = vA şi de expresia pierderilor locale de sarcină: d  hloc

se obţine:

=ζ

v 02 2 g 

 p −  p0

ρ ⋅ g 

4 ⎛  d  ⎞  ⎞⎟ ⎛  ⎜ 1+ ζ − ⎜ ⎟ = 2 2 gA0 ⎜⎝  ⎝ D ⎠  ⎠⎟

Q2

II. Descrierea instala ţiei experimentale. Pe standul experimental sunt încercate mai multe instrumente de măsurare a debitului,  permiţând verificarea erorilor relative ale diverselor metode de măsurare a acestuia.

Standul este format din: 1. tub Venturi; 2. tub Pitot; 3. diafragmă calibrată; 4. debitmetru electronic; 5. debitmetru volumetric; 6. rotametru; 7. rezervor calibrat simplu; 8. rezervor calibrat cu debit efluent calibrat; 9. canal deschis cu deversor; 10. pompă de alimentare;

11. rezervor de alimentare; 12. manometre în formă de U; 13. panou de control. Diafragma (3) de diametru d = 20 mm este plasată pe conducta de diametru D = 50 mm.

III. Modul de lucru. Pentru fiecare debit de lucru (o anumită viteză de rotaţie a pompei) se mă soar ă: -

denivelarea Δh la manometrul (12) pentru determinarea căderii de presiune pe diafragmă,

-

volumul acumulat în rezervorul (7), V ,

-

timpul t în care a variat volumul.

Se calculeaz ă succesiv: - debitul care trece prin instalaţie, determinat cu metoda volumetrică: Qmas

=

V  t 

- căderea de presiune pe diafragmă:

Δ p =  p −  p0 = ρ g Δh - debitul teoretic: Qt  =

unde

⎛  d  ⎞ m=⎜ ⎟ ⎝  D ⎠

π d 2

2 Δ p

4

ρ

=m

π D 2

2 Δp

4

ρ

,

2

;

- coeficientul de debit al diafragmei:

α=

Qmas Qt 

Rezultatele se trec în următorul tabel: Nr.exp

V

t

1 2 ....... n

m

3

s

Δ h m

Δ p

Qmăs

Pa

m /s

3

Q t 3

m /s

Se realizează grafic curba de etalonare a diafragmei Δh =  f (Qmas ) .

α -