SZKOŁA GŁÓWNA SŁUŻBY POŻARNICZEJ
KATEDRA TECHNIKI POŻARNICZEJ		LABORATORIUM HYDROMECHANIKI
Ćwiczenie nr 12 Temat: Określenie charakterystyki przewodu elastycznego.	Pluton 1	wykonał: st. asp. Piotr Kozłowski
				Grupa: A
Prowadzący: kpt. mgr inż. E. Pawlak	Data wykonania: 14.04.2002r.	Data złożenia: 18.05.2002r	Ocena:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z problemem strat występujących w przewodach elastycznych, wykorzystywanych w strażach pożarnych. Zapoznanie się jaki wpływ ma średnica i długość przewodów na wielkość strat. W jaki sposób należy postępować, aby straty były najmniejsze.

2. Stanowisko pomiarowe

Stanowisko pomiarowe przedstawiono na rys. 5. Badany odcinek węża W 25 o długości 15 m. jest zasilany poprzez rurę stabilizacyjną z zestawu pompowego, co umożliwia pracę w zakresie ciśnień 2,0 - 8,0 bar. Do rury stabilizacyjnej poprzez otwory impulsowe przyłączono manometr różnicowy MUR - K i manometr z rurką Bourdona klasy 0.4. Przyrządy te pozwalają określi* ciśnienie na początku węża. Przed rurą stabilizacyjną umieszczono zawór upustowy. Pozwala on uzyskiwać praktycznie dowolne ciśnienie początkowe z zakresu ciśnień roboczych. W przypadku zasilania poprzez 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 by* zainstalowany przepływomierz i zawór do regulacji wydatku przepływającej przez wąż wody. Przy zasilaniu z układu pompowego wykorzystywany jest przepływomierz magnetyczny, nie powodujący zakłóceń przepływu, zainstalowany na przewodzie tłocznym pomp.

Pomiary wykonuje się otwierając stopniowo zawór do regulacji wydatku, tak, aby ciśnienie początkowe w kolejnych punktach pomiarowych różniło się o 0.2 - 0.5 bar. Po całkowitym otwarciu zaworu regulacyjnego obniżenie ciśnienia zasilania jest możliwe tylko poprzez stopniowe otwieranie zaworu upustowego. Po jego całkowitym otwarciu kończymy pomiary.

Rys. 5. Schemat stanowiska pomiarowego

Stanowisko umożliwia również pomiary przy stałym ciśnieniu początkowym. Zmiana wydatku jest możliwa przy jednoczesnym posługiwaniu się zaworem regulacyjnym na rurze stabilizacyjnej i zaworem upustowym.

3. Opracowanie wyników

Na podstawie otrzymanych pomiarów można wykreśli* charakterystykę
. Jeżeli przyjmiemy, że charakterystyka ta da się opisać krzywą ΔH_str = S₀ L Qⁿ , to możemy wyznaczyć wartość wykładnika n. W tym celu wygodnie jest sporządzi* wykres ΔH_str = s₀ L Qⁿ w skali podwójnie logarytmicznej. Po zlogarytmowaniu otrzymamy:

4. Tabela pomiarów i wyników

lp.	Q [%]	Q [l/s]	Pwej. [MPa]	Pwyj. [MPa]	ΔP [MPa]	Hl [mmHg]	Hp [mmHg]	ΔH [mmHg]	ΔH [msw]	s0	si
1	4	0,176	0,46	0,48	-0,02	25	-3	28	0,380	0,819	0.408
2	7	0,308	0,46	0,48	-0,02	44	-13	57	0,774	0,544
3	10	0,440	0,45	0,46	-0,01	68	-16	84	1,141	0,393
4	17	0,748	0,41	0,40	0,01	155	-74	229	3,111	0,371
5	23	1,012	0,37	0,34	0,03	265	-122	387	5,258	0,342
6	28	1,232	0,32	0,27	0,05	375	-190	565	7,677	0,337
7	32	1,408	0,28	0,20	0,08	475	-245	720	9,783	0,329
8	36	1,584	0,22	0,12	0,10	590	-305	895	12,160	0,323
9	33,5	1,474	0,18	0,10	0,08	500	-250	750	10,190	0,313
10	28,5	1,254	0,13	0,08	0,05	365	-185	550	7,473	0,317




5.Wzory i obliczenia











L=15m

n = ( lg ∆H_str2 - lg ∆H_str1) / ( lg Q₂ - lg Q₁)

Do obliczeń przyjmiemy pary punktów (1,2), (6,7), (9,10):

n₁ = ( lg0,744 - lg 0,380) / ( lg 0,308 - lg 0,176)

n₁ = ( -0,111 + 0,420) / ( - 0,511+ 0,754)

n₁ = 0,309/ 0,243

n₁ = 1,27

n₂ = ( lg 9,783 - lg 7,677) / ( lg 1,408 - lg 1,232)

n₂ = ( 0,990 -0,885) / ( 0,148 - 0,126)

n₂ = 0,105 / 0,058

n₂ = 1,81

n₃ = ( lg 10,190 - lg7,473) / ( lg 1,474 - lg 1,254)

n₃ = ( 1,008 - 0,873) / ( 0,168 - 0,098)

n₃ = 0,135 / 0,07

n₃ = 1,92

n_śr = ( 1,27 + 1,81 + 1,92) / 3

n_śr = 1,67 Do obliczeń przyjmuję n_śr =2

s₀ = ∆H_str / L Qⁿ

s₀₁ = 0,380 / 15 · (0,176)²

s₀₁ = 0,819

s₀₆ = 7,677 / 15 · (1,232)²

s₀₆ = 0,337

s₀₉ = 10,190 / 15 · (1,474)²

s₀₉ = 0,313

84 mmHg =



Dla przykładu 3

84 mmHg =


6.Wnioski

Z przeprowadzonych pomiarów widać, że współczynnik s₀ przy zmianie ciśnienia i wydatku wahał się w niewielkim przedziale wyników dlatego też można przyjąć uśrednioną wartość 0,408. . Im większa prędkość przepływu cieczy tym większe ponosimy straty.

Jak widać z tabeli pomiarowej ΔH_str. rośnie wprost proporcjonalnie do Q wydatku.

Pomiary przeprowadzone zostały tylko dla jednego węża W 25 o długości 15 m i dlatego też nie określiliśmy w jakim stopniu będą rosły straty w zależności od długości przewodu. Biorąc jednak pod uwagę teorię można wnioskować, że straty będą rosły z długością przewodu. Nie mamy również odniesienia współczynnika strat badanego węża do węża wykonanego z innego materiału, dlatego też tylko na podstawie teorii można stwierdzić, że współczynnik s₀ zmienia się podobnie do chropowatości względnej.

---