SZKOŁA GŁÓWNA SŁUŻBY POŻARNICZEJ
KATEDRA TECHNIKI POŻARNICZEJ	LABORATORIUM HYDRAULIKI
ĆWICZENIE Nr 12 TEMAT: Określenie charakterystyki przewodu elastycznego.	Nazwisko i Imię Głowacki Stanisław		Pluton: I	Grupa: ZSI 26
Prowadzący: kpt. mgr. inż. Elżbieta Pawlak	Data wykon 20.02.00r	Data złoż. 18.03.00r	Rok akad 99/00	OCENA

I CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest określenie charakterystyki przewodu elastycznego, jakim na pewno są między innymi węże pożarnicze.

II SCHEMAT STANOWISKA POMIAROWEGO

Zawór regulacyjny

Manometr Upust Woda z sieci

W 25 lub z pomp

Miejsce zainstalowania

przepływomierza przy zasilaniu

z zestawu pomp

ΔH Przepływomierz

Manometr

różnicowy

Manometr Zawór regulacyjny

W 25

III Przyrządy pomiarowe

1. Manometr różnicowy MUR - K,

2. Manometr z rurką Bourdona klasy 0.4,

3. Zawór upustowy,

4. Przepływomierz.

Przyrządy 1 i 2 pozwalają określić ciśnienie na początku i na końcu badanego odcinka W 25. Przyrząd 3, czyli zawór upustowy pozwala uzyskiwać praktycznie dowolne ciśnienie początkowe z zakresu ciśnień roboczych. Przyrząd 4 określa nam ilość wody przepływającej przez przewód tłoczny.

IV Opis metod pomiarowych

Na przedstawionym powyżej stanowisku pomiarowym badano odcinek węża W 25 o długości 15 m. Badany odcinek zasilany jest przez rurę stabilizacyjną z zestawu pompowego, co umożliwia pracę w zmiennym zakresie ciśnień. Do rury stabilizacyjnej poprzez otwory impulsowe przyłączono manometr różnicowy i manometr z rurką Bourdona klasy 0.4 aby za pomocą nich określić ciśnienie na początku badanego odcinka. Przed rurą stabilizacyjną umieszczono zawór upustowy do regulacji ciśnienia początkowego z zakresu ciśnień roboczych.

W przypadku zasilania przez zestaw pomp zawór ten umieszczono na przewodzie tłocznym pomp, przed przepływomierzem. Do drugiego końca węża dołączono rurę stabilizacyjną i analogicznie końcówkę manometru różnicowego oraz drugi manometr z rurką Bourdona. Na rurze tej może być zainstalowany przepływo-mierz i zawór do regulacji wydatku przepływającej wody. Przy zasilaniu z układu pompowego (jaki wykorzystaliśmy w ćwiczeniu) wykorzystywany jest przepływomierz magnetyczny, nie powodujący zakłóceń przepływu, zainstalowany na przewodzie tłocznym pomp.

Pomiarów dokonujemy otwierając stopniowo zawór do regulacji wydatku, tak aby ciśnienie początkowe w kolejnych punktach pomiarowych różniło się o 0,2 - 0,5 bar. Gdy całkowicie otworzymy zawór regulacyjny obniżenie ciśnienia zasilania jest możliwe tylko poprzez stopniowe otwieranie zaworu upustowego, aż do jego całkowitego otwarcia. Stanowisko pomiarowe umożliwia również pomiary przy stałym ciśnieniu początkowym. Zmiana wydatku jest możliwa przy jednoczesnym posługiwaniu się zaworem regulacyjnym na rurze stabilizacyjnej i zaworem upustowym.

V Tabela pomiarowa

Nr. pomiaru	Q [ dm^3/s ]	HL [ mm Hg ]	Hp [ mm Hg ]
1.	38	600	- 300
2.	36	520	- 250
3.	35	500	- 240
4.	34	470	- 230
5.	33	450	- 220
6.	32	420	- 200
7.	31	400	- 190
8.	30	380	- 180
9.	29	350	- 170
10.	28	330	- 160
11.	27	310	- 150
12.	26	290	- 135
13.	25	270	- 120
14.	24	250	- 110
15.	22	210	- 100
16.	20	180	- 80
17.	18	150	- 60
18.	16	120	- 50
19.	14	100	- 30
20.	12	80	- 20
21.	10	60	- 10
22	2	20	+5

VI Obliczenia

1. Obliczam różnicę wskazań manometru różnicowego ΔH ze wzoru:

ΔH = H_L - H_p [ mm Hg ]

ΔH₁ = H_L1 - H_p1 = 600 - (-300 ) = 900 [ mm Hg ] = 12,23 [ m.sł.wody ]

ΔH₂ = H_L2 - H_p2 = 520 - (-250 ) = 770 [ mm Hg ] = 10,46 [ m.sł.wody ]

ΔH₃ = H_L3 - H_p3 = 500 - (-240 ) = 740 [ mm Hg ] = 10,05 [ m.sł.wody ]

ΔH₄ = H_L4 - H_p4 = 470 - (-230 ) = 700 [ mm Hg ] = 9,51 [ m.sł.wody ]

ΔH₅ = H_L5 - H_p5 = 450 - (-220 ) = 670 [ mm Hg ] = 9,10 [ m.sł.wody ]

ΔH₆ = H_L6 - H_p6 = 420 - (-200 ) = 620 [ mm Hg ] = 8,42 [ m.sł.wody ]

ΔH₇ = H_L7 - H_p7 = 400 - (-190 ) = 590 [ mm Hg ] = 8,02 [ m.sł.wody ]

ΔH₈ = H_L8 - H_p8 = 380 - (-180 ) = 560 [ mm Hg ] = 7,61 [ m.sł.wody ]

ΔH₉ = H_L9 - H_p9 = 350 - (-170 ) = 520 [ mm Hg ] = 7,07 [ m.sł.wody ]

ΔH₁₀ = H_L10 - H_p10 = 330 - (-160 ) = 490 [ mm Hg ] = 6,66 [ m.sł.wody ]

ΔH₁₁ = H_L11 - H_p11 = 310 - (-150 ) = 460 [ mm Hg ] = 6,25 [ m.sł.wody ]

ΔH₁₂ = H_L12 - H_p12 = 290 - (-135 ) = 425 [ mm Hg ] = 5,77 [ m.sł.wody ]

ΔH₁₃ = H_L13 - H_p13 = 270 - (-120 ) = 390 [ mm Hg ] = 5,30 [ m.sł.wody ]

ΔH₁₄ = H_L14 - H_p14 = 250 - (-110 ) = 360 [ mm Hg ] = 4,89 [ m.sł.wody ]

ΔH₁₅ = H_L15 - H_p15 = 210 - (-100 ) = 310 [ mm Hg ] = 4,21 [ m.sł.wody ]

ΔH₁₆ = H_L16 - H_p16 = 180 - (-80 ) = 260 [ mm Hg ] = 3,53 [ m.sł.wody ]

ΔH₁₇ = H_L17 - H_p17 = 150 - (-60 ) = 210 [ mm Hg ] = 2,85 [ m.sł.wody ]

ΔH₁₈ = H_L18 - H_p18 = 120 - (-50 ) = 170 [ mm Hg ] = 2,31 [ m.sł.wody ]

ΔH₁₉ = H_L19 - H_p19 = 100 - (-30 ) = 130 [ mm Hg ] = 1,77 [ m.sł.wody ]

ΔH₂₀ = H_L20 - H_p20 = 80 - (-20 ) = 100 [ mm Hg ] = 1,39 [ m.sł.wody ]

ΔH₂₁ = H_L21 - H_p21 = 60 - (-10 ) = 70 [ mm Hg ] = 0,95 [ m.sł.wody ]

ΔH₂₂ = H_L22 - H_p22 = 20 - (+5 ) = 15 [ mm Hg ] = 0,2 [ m.sł.wody ]

2. Obliczam Q_rz ze wzoru: Q_rz =
   

Q_rz1 =
[ l/s ]

Q_rz2 =
[ l/s ]

Q_rz3 =
[ l/s ]

Q_rz4 =
[ l/s ]

Q_rz5 =
[ l/s ]

Q_rz6 =
[ l/s ]

Q_rz7 =
[ l/s ]

Q_rz8 =
[ l/s ]

Q_rz9 =
[ l/s ]

Q_rz10 =
[ l/s ]

Q_rz11 =
[ l/s ]

Q_rz12 =
[ l/s ]

Q_rz13 =
[ l/s ]

Q_rz14 =
[ l/s ]

Q_rz15 =
[ l/s ]

Q_rz16 =
[ l/s ]

Q_rz17 =
[ l/s ]

Q_rz18 =
[ l/s ]

Q_rz19 =
[ l/s ]

Q_rz20 =
[ l/s ]

Q_rz21 =
[ l/s ]

Q_rz22 =
[ l/s ]

3. Obliczam wartość S_o ze wzoru: S_o =
   

S_o1 =
[ s²/l² ]

S_o2 =
[ s²/l² ]

S_o3 =
[ s²/l² ]

S_o4 =
[ s²/l² ]

S_o5 =
[ s²/l² ]

S_o6 =
[ s²/l² ]

S_o7 =
[ s²/l² ]

S_o8 =
[ s²/l² ]

S_o9 =
[ s²/l² ]

S_o10 =
[ s²/l² ]

S_o11 =
[ s²/l² ]

S_o12 =
[ s²/l² ]

S_o13 =
[ s²/l² ]

S_o14 =
[ s²/l² ]

S_o15 =
[ s²/l² ]

S_o16 =
[ s²/l² ]

S_o17 =
[ s²/l² ]

S_o18 =
[ s²/l² ]

S_o19 =
[ s²/l² ]

S_o20 =
[ s²/l² ]

S_o21 =
[ s²/l² ]

S_o22 =
[ s²/l² ]

VII tabela obliczeń

Lp.	Q [ l/s ]	ΔH [ m. sł. wody ]	So [ s^2/l^2 ]	Sśr. [ s^2/l^2 ]
1.	1,672	12,23	0,29	0,361
2.	1,584	10,46	0,278
3.	1,54	10,05	0,283
4.	1,496	9,51	0,283
5.	1,452	9,10	0,288
6.	1,408	8,42	0,283
7.	1,364	8,02	0,287
8.	1,32	7,61	0,291
9.	1,276	7,07	0,289
10.	1,232	6,66	0,292
11.	1,188	6,25	0,295
12.	1,144	5,77	0,293
13.	1,1	5,30	0,292
14.	1,056	4,89	0,292
15.	0,968	4,21	0,299
16.	0,88	3,53	0,303
17.	0,792	2,85	0,302
18.	0,704	2,31	0,31
19.	0,616	1,77	0,311
20.	0,528	1,39	0,332
21.	0,44	0,95	0,327
22	0,088	0,2	1,724

VIII Spostrzeżenia i wnioski

VIII Spostrzeżenia i wnioski

Na podstawie przeprowadzonych pomiarów i wykonanych obliczeń otrzymaliśmy charakterystykę węża pożarniczego W - 25 . W oparciu o tą charakterystykę możemy sprecyzować kilka spostrzeżeń i wniosków:

1. wraz ze wzrostem strat hydraulicznych ΔH_str. w wężu rośnie również wydajność przepływu,

2. im szybciej rośnie wysokośc strat, tym wolniej rośnie wydajność badanego odcinka,

3. wraz ze zmniejszaniem się wysokości strat hydraulicznych zwiększa się wartość oporności hydraulicznej S_o,

4. wskazania manometru różnicowego na początku badanego odcinka są o około dwóch razy większe niż wskazania manometru różnicowego na końcu badanego odcinka, co może oznaczać, że straty na początku odcinka są o około dwa razy większe niż na końcu,

5. wraz ze zmniejszaniem się wydatku węża rosną wartości oporności hydraulicznej S_o,

6. wraz ze zmniejszeniem wydajności rośnie ciśnienie wewnątrz przewodu,

7. wartości oporności hydraulicznej właściwej przez 21 obliczeń wahają się w granicach 0,28 do 0,33, natomiast w 22 obliczeniu wartość ta gwałtownie rośnie do 1,724, co możemy wytłumaczyćn tym, iż przy minimalnym przepływie i minimalnych stratach oporność hydrauliczna jest największa,

Porównując wartość obliczonej średniej oporności hydraulicznej

Sśr = 0,361 [ s²/l² ] z wartością tabelaryczną s = 0,43 [ s²/l² ] widzimy niedużą rozbieżność rzędu niecałej 0,1, co w miarę potwierdza prawidłowość naszych pomiarów i obliczeń.

IX Przeliczenie jednostki 0,3 hPa

0,3 hPa = 3 * 10^-4 at = 3 * 10^-4 bar = 3 * 10^-4 kG/cm² = 3 * 10^-4 * 10⁴ kG/m² =

3 * 10^-4 * 10⁵ Pa = 3 * 10^-4 * 10⁵ N/m² = 3 * 10^-4 * 0,1 Mpa =

3 * 10^-4 * 10 m sł. wody = 3 * 10^-4 * 736 mmHg = 3 * 10^-4 * 736 tor

0,3 hPa = 3 * 10^-4 at = 3 * 10^-4 bar = 3 * 10^-4 kG/cm² = 3 kG/m² =

30 Pa = 30 N/m² = 3 * 10^-5 MPa = 3 * 10^-3 m sł. wody = 3 * 10^-4 * 736 mmHg =

3 * 10^-4 * 736 tor

---