چهارشنبه 1 آذر 1396 - Wednesday, November 22, 2017
خبر خوان دانشکده مهندسی مکانیک
Skip Navigation Linksخانه >> آزمایشگاه های دانشکده >> مکانیک سیالات
تاریخ بروز رسانی: 17:54:45 28/2/1391 آزمایشگاه مکانیک سیالات

وسایل اندازه گیری شدت جریان

هدف آزمایش: آشنایی با عملکرد دستگاههای اندازه گیری دبی جریان در صنعت به نام های ونتوری متر، اوریفس متر ورتامتر و نیز آشنایی با میزان دقت اندازه گیری و افت انرژی در مسیر عبور جریان و دستگاه های مختلف مثل زانویی، ونتوری متر، انبساط مخروطی(دیفیوزر)، اوریفسمتر و رتامتر.

دستگاه آزمایش از قسمت های ونتوری متر، انبساط مخروطی، اوریفس متر زانویی 90 درجه و رتامتر تشکیل شده است که به ابتدا و انتهای هریک از این وسایل یک مانومتر نصب شده است که با استفاده از اختلاف ارتفاع مانومترها دبی جریان و همچنین افت انرژی در هریک از این قسمت ها مشخص می شود.

 

 

سرریز

هدف آزمایش: بررسی سرریزها، چگونگی عبور جریان  ونحوه کاربرد آنها و همچنين ما در اين آزمايش تعيين دبي جريان بر روي سرريزهاي مختلف و مقايسه روابط تجربي بدست آمده از آزمايش ،بين جريان و ارتفاع آب بالاي سرريز در انواع مثلثي و مستطيلي با روابط تئوري و دست يابي به ضريب مناسبي براي روابط  تئوري مي باشد.

دستگاه آزمايش از يك تانك اب تشكيل شده است كه از طريق ميز هيدروليكي توسط شيلنگ آب از كف تانك وارد آن مي شود و از سمت ديگر تانك كه آن را به وسيله سرريز از قسمت اول جدا كرده ايم ، وارد خروجي تانك مي شود كه در آنجا پس از عبور از ميز هيدروليكي دبي واقعي آب اندازه گرفته مي شود و آب دوباره به داخل تانك پمپ مي شود.در انتهاي كانال يه سرريز مستطيلي يا مثلثي قابل نصب است و ارتفاع آب را مي توان توسط ميكرو متر عمق سنج كه در عرض كانال قرار دارد ، اندازه گيري نمود.

 

 

پمپ های شعاعی

هدف آزمایش: تعیین دبی،هدپمپ ومقایسه رابطه میان دبی باراندمان وقدرت مکانیکی وهیدرولیکی وهمچنین شناخت پارامترهای مهم جهت انتخاب پمپ مورد نیاز بررسی می شود.

اساس کار پمپ گریز از مرکز براساس نیروی گریز از مرکز است، به این صورت که قسمت متحرک پمپ تحت حرکت دورانی قطرات آب را از مرکز به خارج پرتاب میکند،چون قطرات دارای سرعت زیاد میباشند در برخورد با پوسته سرعت آنها به فشار تبدیل میگردد. در واقع اساس کار آنها بر اعمال نیروی گریز از مرکزو تبادل اندازه حرکت در پره های پروانه به واحد وزن مایع مبتنی است.  دامنه کاربرد پمپ های سانتریفیوژ بسیار وسیع بوده ، ودرصنایع شیمیایی، کاغذسازی، صنایع غذایی ولبنیات، فلزات مذاب، آب وفاضلاب دفع مواد زائد، نفت وپتروشیمی ودیگر مواد به کار می روند. در پمپ شعاعی جریان سیال ورودی در امتداد محور قرار دارد ولی با رسیدن به پره ها در اثر حرکت دورانی و نیروی گریز از مرکز حرکت شعاعی می یابد. سپس سیال از پیرامون آن خارج شده و سرانجام با عبور از دیفیوزر سرعت آن کاهش و فشار (هد) آن افزایش می یابد . با همین دستگاه آزمایش پمپ های سری و موازی نیز انجام می‌شود.

 

 

آزمایش ونتوری

هدف آزمایش: اندازه گیری شدت جریان بسیار حائز اهمیت بوده کاربرد آن از اندازه گیری دبی خون در رگ های انسـان تا اندازه گیری دبی اکسیـژن مایع در مـوتور موشک گسترده است. بسیاری از پروژه های تحقیقاتی و فرایندهای صنعتی برای داده های مهم، به اندازه گیری دبی جریان وابسته هستند. ما در این آزمایش می خواهیم ونتوری متر را که یکی از وسایل مهم اندازه گیری دبی می باشد، مورد بررسی قرار دهیم وکمی با سازوکار آن آشنا شویم.

هدف از انجام ازمایش تعیین ضریب تخلیه ونتوری، مشاهده ی توزیع فشار در مقاطع مختلف ونتوری، تعیین افت انرژی سیال در عبور از ونتوری و مقایسه نتایج به دست آمده با مقادیر حاصل از تئوری یک بعدی مکانیک سیالات می باشد.

 

 

دستگاه سنجش و ارزیابی طراحی پمپ گریز از مرکز(Pump Design Evaluation Set)

هدف آزمایش: این دستگاه یک پمپ سانتریفوژ دارد که به یک پنجره پلگسی گلاس و پره هایی کاملا قابل تنظیم کردنی است و روی نقاط مختلف آن فشارسنجهایی نصب گردیده است که قابل اندازه گیری میباشد این دستگاه به منظور بررسی مبسوط و همه جانبه پمپ های گریز از مرکز طراحی گردیده است و امکان تستهای مختلفی از پمپ در شرایط کاری متفاوت را فراهم میسازد.

چهار نوع مختلف پره قابل تعویض همراه دستگاه میباشد پمپ از یک موتور 8 کیلو واتی با سرعت متغیر نیرو میگیرد که سرعت توسط یک نمایشگر بصورت لحظه ای قابل خواندن است برای اندازه گیری دبی جریان از یک ونتوریمتر و یک سرریز استفاده شده است بررسی تقسیم فشار روی پره های آب افشانها با استفاده از هفت فشار سنجی که در دستگاه تعبیه شده امکانپذیر است همچین ایجاد خلا احتمالی و پدیده کاویتاسیون بوسیله یک دستگاه استروبوسکوب قابل بررسی است.

 

 

پرش هيدروليكی

هدف آزمایش: جریان با سطح آزاد معمولا به جریانی از مایع گفته می شود که در آن قسمتی از مرز جریان که سطح آزاد نامیده می شود فقط تحت تاثیر یک  فشار معین قرار دارد. حرکت آب درآبراهه های طبیعی مثل رود خانه دریا و اقیانوس و نیز در کانال های آبیاری و زهکشی شبکه های جمع آوری انتقال  فاضلاب جریان در آبروها ی جاده ها و حاشیه  خیابان ها از نوع  جریان با سطح آزاد می باشد.تحت شرایطی معین یک جریان سریع سیال به یک جریان با سرعت کمتر و سطح مقطع بیشترتبد یل می شود که طی آن سطح مایع بالا می آید.به آن پدیده پرش هیدرولیکی می گوییم پرش هیدرولیکی کاملا آشفته بوده و بر اثر اتلاف انرژي ایجاد می شود به طور مشخص درحوضچه های ساکن و سرریزها به دیده می شود. در اثر جمع شدن آب پشت سد وتغيير ناگهاني عدد فرود آن سبب ايجاد پرش هيدروليكي شده است.این نکته بسیار مهم باید توجه شود که بستراین پرش ها باید بسیار محکم و با دوام طراحی شود در غیر این صورت در اثر ضربه های متوالی به شدا آسیب می بیند.از آنجا که مایعات در اثر پرش هیدرولیکی به شدت با هم مخلوط می شوند این پدیده کاربرد وسیعی در طرح های تصفیه و فاضلاب دارد. هدف از انجام این آزمایش مطالعه پرش هیدرولیکی به صورت تجربی و مقایسه با نتایج تئوری است. می توان تحقیق کرد که نتایج این پدیده در حالت سه بعدی با مقادیر حاصل از تئوری یک بعدی تا چه میزان هم خوانی دارند.همچنین می توان طول پرش هیدرولیکی, افت انرزی, تاثیر شکل مانع, مقایسه پرش ها در اعداد فرود مختلف, جریان بحرانی و... را مورد مطالعه قرارداد. تغيير ناگهاني عمق ، افت انرﮊي مکانيکي قابل توجهي را بر اثر آميختگي متلاطم به وجود مي آورد. بطوری که برای فرود های بالااین اتلاف از 50 تا 85 درصد می باشد.جنبه هاي کلي پرش هيدروليکي در شکل زير نشان داده شده است.

 

 

دستگاه گردابه (vortex Apparatus)

هدف آزمایش: هدف از این آزمایش بررسی جریان گردابی یاجریان حول محور مرکزی است،زیرا انواع مختلف جریان کاربردگسترده ای در مسايل مهندسی مرتبط باحرکت سیالات مثل پمپ و توربین دارند با این دستگاه هم میتوان جریان گرداب آزاد و گرداب اجباری را مورد تجزیه و تحلیل قرار داد.

دستگاه آزمایش گردابی دارای یک ظرف استوانه ای  است که توسط یک تسمه به موتوری با ولتاژ کم متصل شده است که می توان با سرعت مورد نظر آنرا حول محور به چرخش در آورد.درون ظرف استوانه ای،یک استوانه با شعاع کمتر از ظرف استوانه ای که دارای سوراخ است،وجود دارد.این استوانه برای انجام آزمایش گرداب آزاد استفاده میشود. در مرکز کف ظرف استوانه ای سوراخی است که آب میتواند از آن خارج شود.این سوراخ درپوشی دارد که برای انجام آزمایش گرداب اجباری  به کارمی رود.جهت اندازه گیری پروفیل سطح آب در نقاط مختلف از سوزنی که متصل به یک میکرومتر قائم  است استفاده میشود.میکرومتر روی خط کشی افقی و مندرج قرار دارد.برای اندازه گیری میزان هد کل در هر نقطه از یک لوله پیتوت که در انتهای میکرومتر قرار میگیرد استفاده میشود. در آزمایش گرداب آزاد(free vortex) آب از طریق یک لوله بین ظرف استوانه ای و استوانه داخلی ریخته میشود و از طریق سوراخهای استوانه داخلی وارد آن میشود و سپس از سوراخ مرکزی کف خارج میشود.دراین آزمایش برای اطمینان ازثابت بودن سطح آب در حین اندازه گیری پروفیل سطح آب،از یک سوزن عمودی ثابت که در نقطه ای برروی سطح آب تنظیم شده است،استفاده نمود.

 

 

دستگاه بررسی عدد رینولدز

هدف آزمایش: مشاهده و بررسی رفتار سیال در سرعتهای مختلف و مقایسه آن با عدد رینولدز در دبی های متفاوت

ااین دستگاه متشکل از لوله شیشه‌ای است که بصورت عمودی درون محفظه بازی نگه داشته شده و شامل یک لوله تزریق رنگ در مرکز لوله شیشه‌ای اصلی و یک شیر برای تنظیم دبی های مختلف می‌باشد.

 

 

آزمایش کانال باز

هدف آزمایش: جریان با سطح آزاد یا جریان در کانال باز معمولا ًبه جریانی از مایعات اطلاق می شود که قسمتی از آن به نام سطح آزاد صرفا ًتحت فشار معینی قرار داشته باشد یا به زبان ساده تر به جریان یک مایع در مجرای رو باز گفته می شود. جریان در کانال باز را به دو دسته تقسیم می کنند : جریان های مصنوعی مانند ؛ ناودان ها ، سرریز سد ها ، کانال ها و سرریز رود خانه ها و جریان های طبیعی مانند ؛ چشمه ها ، رود خانه ها ، تنگه ها ، سیل ها.

هدف از انجام این آزمایش مطالعه جریان در یک کانال باز به صورت تجربی و مقایسه با نتایج تئوری است . می توان تحقیق کرد که نتایج این پدیده درحالت سه بعدی با مقادیر حاصل از تئوری یک بعدی تا چه اندازه با مقادیر حاصل از تئوری یک بعدی همخوانی دارند . همچنین می توان فرمول های پیشنهاد شده ای از قبیل روابط مانینگ و شزی را با نتایج مقایسه کرد .

 

 

افت انرژي در اجزا يك سيستم لوله كشي با قطر کوچک

هدف آزمایش: هدف از اين آزمايش تعيين ميزان افت انرژي در سيال جاري در يك سيستم لوله كشي شامل اجزايي مانند لوله مستقيم ، زانوي استاندارد و غيراستاندارد شيرها ، انبساط ناگهاني و انقباض ناگهاني در مقطع جريان وتطابق آن با روابط موجود.

دستگاه شامل دو مدار مختلف آبی تیره و آبی روشن  داراي اجزاي متفاوت مي باشد بوسيله مخزن وپمپ آب وشير تنظيم دبي ، مي توان دبي لازم را در مدارها ايجاد كرد. جهت اندازه گيري افت از سيستم مانومتري استفاده ميشود. در اين سيستم ، دو سر يك مجموعه كه افت انرژي در آن اندازه گيري خواهد شد به يك جفت مانومتر متصل است اگر سطح آب در آنها قبل از ايجاد جريان يكسان باشد پس از ايجاد جريان اختلاف سطح پيدا خواهد كرد و طول اين اختلاف سطح معادل كل افت انرژي در اجزاي موجود بين دو نقطه نصب مانومترها خواهد بود.

 

 


رفتن به بالای صفحه