Стенд «Механика жидкости»

Описание товара

Лабораторный стенд «Механика жидкости» предназначен для проведения лабораторных работ по курсу «Механика жидкости и газа», «Гидрогазодинамика», «Гидравлика» в системе высшего и среднего профессионального образования, а также будет интересен студентам других строительных специальностей.

Выполнение лабораторных работ способствует лучшему усвоению теоритического курса, приобретение практических основ. В ходе проведения экспериментов приобретаются навыки в обращении с измерительными приборами и оборудованием, постановке лабораторных задач и обработке экспериментальных данных.

Стенд в ходе проведения лабораторных работ позволяет:

• изучить режимы течения жидкости;
• изучить потери давления на местных сопротивлениях трубопроводов;
• исследовать характеристики трубопроводов;
• исследовать уравнение Бернулли;
• исследовать течение жидкости через сопло Вентури;
• изучить изменение давления в напорном трубопроводе при запирании клапанов в различной последовательности (гидравлический удар).

Стенд собран на рамном основании, изготовленном из металлического профиля. Основание имеет поворотные колесные опоры с тормозами. На рамном основании монтируется гидравлическая система с исследуемыми участками и блок управления.

Система разделена на исследуемые участки:

1. Участок для изучения режима течения жидкости (визуализация ламинарного и турбулентного режимов). Участок состоит из двух напорных баков, один бак с чистой водой, второй с подкрашенной. Чистая вода подается в прозрачный трубопровод. Вода с краской подается в насадок. Управление режимами течения производится при помощи заслонок.
2. Участок для изучения гидравлического удара. Выполнен из трубопровода ПВХ. Для проведения работы на входе и выходе участка расположены два соленоидных клапана. Управление клапанами производится с блока управления. На участке расположены пять датчиков давления, распределенных на равном расстоянии друг от друга.
3. Участок для исследования уравнения Бернулли. Представляет собой участок трубопровода различного сечения, выполненного из алюминия. В трех сечениях установлены датчики избыточного давления.
4. Участок для исследования течения жидкости через сопло Вентури. Представляет собой участок трубопровода различного сечения, выполненного из алюминия. В двух сечениях установлены датчики избыточного давления.
5. Участок для изучения потерь давления на местном сопротивлении. Представляет собой участок полипропиленового трубопровода, с установленными на нем гидравлическими сопротивлениями в виде крана, вентиля и диафрагмы. На исследуемых участках расположены дифференциальные датчики давления.
6. Участок для изучения характеристик трубопроводов. Выполнен из трубопроводов различных материалов:
   • полипропилен с внутренним диаметром трубы 25 мм;
   • полипропилен с внутренним диаметром трубы 16 мм;
   • медь с внутренним диаметром трубы 16 мм.

На участках трубопроводов установлены дифференциальные датчики давления.

Движение воды в системе осуществляется при помощи двух насосов, которые расположены в нижней части стенда. На входе и выходе насосов установлены датчики давления, а также расхода.

Все датчики, установленные на участках исследования, подключаются к измерительной системе. Измерительная система выполнена на микропроцессорной технике по принципу модульной архитектуры (из субмодулей) для обеспечения модернизации.

Блок управления оборудованием стенда представляет собой моноблок выполненный из металлического профиля с корпусом из ABS пластика. Все надписи на блоке выполнены при помощи цветной термопечати.

Блок управления оборудованием стенда, включает в себя:

1. Блок управления, в составе:
   • ЖК-дисплей для отображения состояния органов управления;
   • Кнопка «Выбор» для переключения активных экранов ЖК-дисплея;
   • Кнопка «Режим» для активации выбранного органа управления;
   • Энкодер «Управление» для управления выбранным органом управления.
2. Блок вывода данных, в составе:
   • ЖК-дисплей для отображения результатов измерений;
   • Кнопка «Выбор» для переключения активных экранов ЖК-дисплея;
   • Кнопка «Калибровка» для калибровки датчиков после включения;
   • USB разъем для подключения персональному компьютеру.
3. Модуль электропитания, в составе:
   • автоматический выключатель - для подачи питания стенда;
   • кнопка «ВКЛ.» – для подачи питания на блок управления;
   • кнопка «ВЫКЛ.» – для отключения питания блока управления;
   • кнопка-грибок «Аварийное отключение» - для аварийного отключения электропитания;
   • разъем «Сеть» для подключения питания напряжением 220В, частотой 50Гц.

При подключении к персональному компьютеру измерительная система работает под управлением программного комплекса ELAB. Программное обеспечение выводит данные в графическом виде, а также сохраняет их для дальнейшей обработки в табличном и графическом виде.

Программный комплекс ELAB при каждом запуске автоматически определяет активный COM порт подключения оборудования, с его подсветкой во всплывающем окне. Доступные модули управления выполняются в едином стиле. Инструменты программы позволяют в реальном времени наблюдать за аппаратной частью стенда.

Лабораторные работы

1. Изучение режима течения жидкости. Визуализация ламинарного и турбулентного течения.
2. Иллюстрация уравнения Бернулли. Построение диаграммы напоров
3. Изучение потерь давления по длине различных трубопроводов.
4. Изучение потерь давления на местном сопротивлении «Диафрагма».
5. Изучение потерь давления на местном сопротивлении «Кран шаровый»
6. Изучение потерь давления на местном сопротивлении «Вентиль»
7. Изучение характера изменения давления в напорном трубопроводе при гидравлическом ударе (закрытие клапана на выходе трубопровода). Определение ударного давления. Экспериментальная проверка формулы Н.Е. Жуковского.
8. Изучение характера изменения давления в напорном трубопроводе при одновременном запирании двух клапанов на входе и на выходе трубопровода.
9. Изучение характера изменения давления в напорном трубопроводе при гидравлическом ударе при неполном закрытии клапана на выходе.
10. Исследования течения потока через сопло Вентури.