Описание
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:
- 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.
- 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.
- Участок для исследования уравнения Бернулли. Представляет собой участок трубопровода различного сечения, выполненного из алюминия. В трех сечениях установлены датчики избыточного давления.
- Участок для исследования течения жидкости через сопло Вентури. Представляет собой участок трубопровода различного сечения, выполненного из алюминия. В двух сечениях установлены датчики избыточного давления.
- 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.
- 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:
- 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.
- 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.
- 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.