RU2339084C1 - Device of bench automated laboratory complex for studying hydrodynamic processes witt measurements and processing of results in program medium lab view - Google Patents

Device of bench automated laboratory complex for studying hydrodynamic processes witt measurements and processing of results in program medium lab view Download PDF

Info

Publication number
RU2339084C1
RU2339084C1 RU2007124041/28A RU2007124041A RU2339084C1 RU 2339084 C1 RU2339084 C1 RU 2339084C1 RU 2007124041/28 A RU2007124041/28 A RU 2007124041/28A RU 2007124041 A RU2007124041 A RU 2007124041A RU 2339084 C1 RU2339084 C1 RU 2339084C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
piezometers
section
mounting surface
output
Prior art date
Application number
RU2007124041/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Семенович Ванин (RU)
Владимир Семенович Ванин
ков Николай Васильевич Земл (RU)
Николай Васильевич Земляков
Виталий Александрович Данилов (RU)
Виталий Александрович Данилов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ)
Priority to RU2007124041/28A priority Critical patent/RU2339084C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2339084C1 publication Critical patent/RU2339084C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: invention can be used while studying Reinhold's criterion, modes of transformation of forms of energy of the stream of a liquid (Bernoulli's equation), examples of practical application of Bernoulli's equation - Ventura's flow-meter, hydraulic resistance with construction of virtual hydraulic schemes, with measurement of hydraulic parameters and simultaneous construction of graphic dependences on the monitor of a personal computer and copying on rigid data carriers.
EFFECT: increase in accuracy and quality of maintenance of measurements at the stand of all necessary parameters; maintenance of their automation; obtaining the necessary calculated assigned functional dependences and output to electronic and paper data carriers.
8 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к специальному оборудованию, предназначенному для демонстрационно-практического обучения студентов вузов и колледжей техническим дисциплинам, а более конкретно для демонстрационно-практического изучения основных гидродинамических процессов при изучении критерия Рейнольдца, режимов преобразования форм энергии потока жидкости (уравнение Бернулли), примеров практического применения уравнения Бернулли - расходомер Вентури, гидравлических сопротивлений с построением виртуальных гидравлических схем, измерением гидравлических параметров и одновременным построением графических зависимостей на мониторе персонального компьютера и копированием на жестких носителях информации.The invention relates to special equipment intended for demonstration and practical training of university students and technical colleges in technical disciplines, and more specifically for demonstration and practical study of the main hydrodynamic processes in the study of the Reynolds criterion, modes of transformation of the forms of energy of a fluid flow (Bernoulli equation), examples of practical application of the equation Bernoulli - a flowmeter of Venturi, hydraulic resistance with the construction of virtual hydraulic circuits, measurement hydraulic parameters and the simultaneous construction of graphical dependencies on a personal computer monitor and copying on hard data carriers.

Известен стенд гидравлический универсальный ТМЖ-2 для изучения гидродинамических процессов в вузе [1]. Стенд выполнен из одного стола, имеющего горизонтальную установочную поверхность, на которой размещено одно из нескольких сменных устройств - модулей, например для определения гидравлического сопротивления, выполненное из металлических труб, а на вертикальной поверхности, прикрепленной к заднему краю горизонтальной установочной поверхности, расположено несколько стеклянных трубок (пьезометров) для визуального наблюдения перепадов давления в различных сечениях круглых, металлических труб, соединенных между собой последовательно. Кроме того, на вертикальной поверхности прикреплено несколько поплавковых ротаметров, позволяющих измерять расход протекающей в трубах жидкости, подаваемой центробежным насосом, размещенным под горизонтальной поверхностью.The well-known hydraulic universal bench ТМЖ-2 for studying hydrodynamic processes in a university [1]. The stand is made of one table having a horizontal mounting surface, on which one of several interchangeable devices - modules, for example, for determining hydraulic resistance, made of metal pipes, is placed, and several glass tubes are located on a vertical surface attached to the rear edge of the horizontal mounting surface (piezometers) for visual observation of pressure drops in various sections of round, metal pipes interconnected in series. In addition, several float rotameters are attached to the vertical surface, which make it possible to measure the flow rate of the fluid flowing in the pipes supplied by a centrifugal pump placed under the horizontal surface.

Недостатком такого стенда является то, что все изменения параметров изучаемых гидродинамических процессов, проводимых на известном стенде, могут регистрироваться только визуально и далее по полученным данным подвергаться математической обработке по известным формулам. Кроме того, при изучении режимов движения жидкости (определение критерия Рейнольдса) сменный модуль (прозрачная стеклянная труба) расположен горизонтально, что при введении цветного трассера в поток жидкости из-за разности удельного веса исследуемой и подкрашенной жидкостей происходит оседание и размывание трассера, приводящее к искажению исследуемого процесса. Для измерения расхода жидкости используются поплавковые ротаметры, которые не могут обеспечить достаточной точности, а регистрация показаний может вестись только визуально. При изучении уравнения Бернулли нет возможности наглядно показать студенту энергетические затраты в потоке.The disadvantage of such a stand is that all changes in the parameters of the studied hydrodynamic processes carried out at a well-known stand can be recorded only visually and then mathematically processed according to known formulas using the data obtained. In addition, when studying the modes of fluid movement (determination of the Reynolds criterion), the replaceable module (transparent glass tube) is located horizontally, that when a color tracer is introduced into the fluid flow, due to the difference in the specific gravity of the studied and tinted liquids, the tracer settles and erodes, leading to distortion the investigated process. To measure the flow rate of the liquid, float rotameters are used, which cannot provide sufficient accuracy, and the recording of readings can be done only visually. When studying the Bernoulli equation, there is no way to visually show the student the energy costs in the stream.

Известен лабораторный стенд по изучению гидродинамики и теплообмена при течении жидкости в трубах [2]. Стенд предназначен для изучения гидродинамики и теплообмена при течении жидкостей в трубах, методики зондовых измерений в потоках жидкости. Стенд может использоваться в средних и высших технических учебных заведениях на кафедральном, факультетском, институтском уровне. Стенд снабжен аппаратно-программными и инструментальными средствами поддержки и сопровождения учебного процесса и научных исследований.Known laboratory bench for the study of hydrodynamics and heat transfer during fluid flow in pipes [2]. The stand is designed to study hydrodynamics and heat transfer during the flow of liquids in pipes, methods of probe measurements in fluid flows. The stand can be used in secondary and higher technical educational institutions at the department, faculty, institute level. The stand is equipped with hardware-software and instrumental tools to support and support the educational process and scientific research.

Недостатком известного стенда является то, что он не оборудован элементом для изучения режимов преобразования форм энергии потока жидкости (уравнение Бернулли) и так же, как и в [1] нет возможности наглядно показать студенту энергетические затраты в потоке.A disadvantage of the well-known stand is that it is not equipped with an element for studying the modes of transformation of the forms of energy of the fluid flow (Bernoulli equation) and, just as in [1], it is not possible to visually show the student the energy costs in the flow.

Известно учебное оборудование для вузов - стенд «Гидравлика ГД» [3], принятый в качестве прототипа. Стенд выполнен из одного, имеющего вертикальные ножки стола, на горизонтальной поверхности которого размещено устройство, выполненное из стеклянных труб разного диаметра, позволяющее при движении по ним жидкости изучать их гидравлическое сопротивление при различных числах Рейнольдса, а на вертикальной поверхности, прикрепленной к заднему краю горизонтальной поверхности, расположены несколько стеклянных трубок (пьезометров) для визуального наблюдения перепадов давления в различных сечениях круглых, стеклянных труб, соединенных между собой последовательно. Кроме того, на вертикальной поверхности прикреплено несколько поплавковых ротаметров, позволяющих измерять расход протекающей в трубах воды, подаваемой центробежным насосом, размещенным под горизонтальной установочной поверхностью. Стенд, также на вертикальной стенке имеет укрепленную стеклянную воронку для изучения ламинарного и турбулентного режимов течения.Known educational equipment for universities - stand "Hydraulics DG" [3], adopted as a prototype. The stand is made of one having vertical table legs, on a horizontal surface of which there is a device made of glass pipes of different diameters, which allows fluid to study their hydraulic resistance at different Reynolds numbers while moving along them, and on a vertical surface attached to the rear edge of the horizontal surface , several glass tubes (piezometers) are located for visual observation of pressure drops in various sections of round, glass pipes connected between have it consistently. In addition, several float rotameters are attached to the vertical surface, which make it possible to measure the flow rate of water flowing in the pipes supplied by a centrifugal pump placed under the horizontal mounting surface. The stand, also on a vertical wall, has a reinforced glass funnel for studying laminar and turbulent flow regimes.

Недостатком этого стенда является, то, что при исследовании преобразования форм энергии потока жидкости (уравнение Бернулли) использованы датчики для измерения только статического напора, а динамический напор определяется расчетным путем. Кроме того, при исследовании режимов течения жидкости (определения критерия Рейнольдса) воронка, расположенная выше уровня исследуемой жидкости, приводит к тому, что при вводе в поток исследуемой жидкости трассера создает увеличение скорости трассера по отношению к исследуемого потока жидкости. И так же, как и в [1], все измерения параметров, изучаемых студентами гидродинамических процессов, проводимых на известном стенде, могут регистрироваться только визуально и, далее, по полученным данным подвергаться математической обработке. Для измерения расхода жидкости используются поплавковые ротаметры, которые не могут обеспечить достаточной точности, а регистрация показаний может вестись только визуально. При изучении уравнения Бернулли нет возможности наглядно показать студенту энергетические затраты в потоке.The disadvantage of this stand is that in the study of the conversion of energy forms of the fluid flow (Bernoulli equation), sensors were used to measure only the static pressure, and the dynamic pressure is determined by calculation. In addition, when studying the flow regimes of the fluid (determining the Reynolds criterion), a funnel located above the level of the fluid under investigation leads to the fact that when the tracer is introduced into the flow of the investigated fluid, the tracer increases the velocity of the tracer relative to the fluid flow under study. And just as in [1], all measurements of parameters studied by students of hydrodynamic processes carried out at a well-known stand can be registered only visually and, further, according to the data obtained, be subjected to mathematical processing. To measure the flow rate of the liquid, float rotameters are used, which cannot provide sufficient accuracy, and the recording of readings can be done only visually. When studying the Bernoulli equation, there is no way to visually show the student the energy costs in the stream.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении точности и качества обеспечения измерений на стенде всех необходимых параметров, полученных как с помощью измерительных датчиков, так и на виртуальном образе лабораторного стенда, и обеспечение их сравнения в автоматическом режиме, а также в обеспечении автоматизации измерений всех необходимых параметров, получения необходимых расчетных заданных функциональных зависимостей и вывода на электронные и бумажные носители информации, используемые в виде отчета.The problem to which the invention is directed, is to increase the accuracy and quality of providing measurements at the bench of all the necessary parameters obtained both with the help of measuring sensors and on a virtual image of the laboratory bench, and ensuring their comparison in automatic mode, as well as providing automation measurements of all necessary parameters, obtaining the necessary calculated predetermined functional dependencies and output to electronic and paper media used in the form of a report.

Это достигается тем, что устройство стендового автоматизированного лабораторного комплекса для изучения гидродинамических процессов с измерениями и обработкой результатов в программной среде Lab View, выполненное из стола с горизонтальной и вертикальной установочными поверхностями, из которых на горизонтальной размещены трубчатые элементы стенда, моделирующие движение жидкости по их переменным сечениям, и для изучения ламинарного и турбулентного режимов течения путем введения в поток цветного трассера, а также приборы для измерения расхода жидкости и пьезометры для измерения параметров давления жидкости в различных сечениях трубчатых элементов, при этом для обеспечения циркуляции жидкости по трубчатым элементам под горизонтальной установочной поверхностью размещен насос, заглубленный в емкость, установленной под столом, на полу, при этом устройство комплекса снабжено вторым столом, при этом первый из которых снабжен горизонтальной и вертикальной установочными поверхностями, на первой из которых размещена металлическая труба U-образной формы с прямолинейным участком заданной длины, с участком поворота трубы на 180° и участком с большим диаметром, предназначенная для изучения линейных и местных гидравлических сопротивлений, и, кроме того, к ее боковой поверхности, на уровне входа и выхода прямолинейного участка, а также на уровне входа и выхода участка поворота трубы, на уровне входа и выхода участка с большим диаметром подключены перпендикулярно патрубки с датчиками для измерения статического и полного напора, с подключенными к ним эластичными трубками, соединенными со своими пьезометрами, выполненными в виде прозрачных трубок, и размещенными на вертикальной установочной поверхности, кроме того, на вертикальной установочной поверхности для изучения явлений, описываемых уравнением Бернулли, размещен наклонный от входного конца к выходному концу трубчатый элемент с прозрачной лицевой стенкой, имеющий прямоугольное внутреннее сечение, при этом его ось относительно горизонтальной поверхности размещена под углом α, равным от 5 до 10°, и его входной конец установлен выше, чем выходной, при этом наклонный элемент выполнен в виде пяти последовательно соединенных и выполненных из одного сплошного материала частей, первой, в виде четырехгранной прямоугольной призмы, которая одним основанием соединена со второй частью, имеющей форму четырехгранной прямоугольной пирамиды, плоская вершина которой жестко соединена с третьей частью в виде четырехгранной прямоугольной призмы с квадратом в сечении, второе основание которой жестко соединено с плоской вершиной четвертой части, точно такой же пирамиды, как вторая часть, основание которой соединено с пятой частью, выполненной в виде четырехгранной прямоугольной призмы, с прямоугольником в сечении и попарно равными противоположными гранями, как и у первой части, при этом, для измерения полного и статического напора на оси потока жидкости во внутренней полости этого элемента, по всей его длине, на входном конце первой части, на середине второй части, в середине третьей части, в середине четвертой части и на выходном конце пятой части перпендикулярно к оси наклонного элемента встроены датчики для измерения полного напора, каждый из которых выполнен из двух трубок, первой, по ходу движения жидкости, для измерения статического напора, выполненной из прямолинейной трубки, рабочий конец которой установлен перпендикулярно потоку и, второй трубки, рабочий конец которой загнут на встречу движения потока жидкости, а нерабочие концы этих трубок соединены эластичными трубками со своими парами пьезометров, выполненных из жестких прозрачных трубок, и жестко установленных на вертикальной установочной поверхности, при этом в промежутке между каждой парой пьезометров жестко установлена метрическая шкала, которая, как и пьезометры, прикреплена к вертикальной установочной поверхности, кроме этого для визуальной фиксации уровня жидкости в трубках каждого пьезометра и для демонстрации величин затрат потенциальной энергии потока жидкости в каждом сечении наклонного элемента для изучения явлений, описываемых уравнением Бернулли, вблизи каждого пъезометра жестко размещены вертикальные стойки с боковыми пазами, в которых подвижно размещены фиксаторы, на которых последовательно и подвижно закреплены два цветных канатика, при этом один из них предназначен для отметки уровня жидкости во всех пьезометрах статического напора, а второй - для отметки уровня жидкости во всех пьезометрах полного напора, а на выходном конце наклонного элемента установлен запорный вентиль, кроме того, для подачи жидкости к трубе U-образной формы и к наклонному элементу на вертикальной установочной поверхности размещен напорный бачок, заполненный жидкостью с помощью насоса, установленного в специальной пластиковой емкости, скрытно размещенной в объеме левой тумбы первого стола, напорный патрубок которого подведен к потолочной части напорного бачка, при этом потолочная часть установлена не ниже верхних концов всех пьезометров, размещенных на вертикальной установочной поверхности, а к днищу напорного бачка прикреплен вертикально расположенный патрубок, нижний конец которого снабжен тройником, один отвод которого подключен к входному концу наклонного элемента, а второй - к входному концу трубы U-образной формы, при этом выходной конец наклонного элемента подключен через запорный вентиль к своему счетчику расхода жидкости, выходной патрубок которого заправлен в специальную пластиковую емкость с насосом, кроме того, к днищу напорного бачка вертикально подключена прозрачная трубка, выполненная из жесткого материала, для изучения ламинарного и турбулентного режимов течения жидкости (определения критерия Рейнольдса) с вертикальной подачей по ее оси цветного трассера, размещенного в своем бачке, который размещен в полости напорного бачка, и выходной конец которой соединен со своим счетчиком расхода жидкости, выходной патрубок которого соединен со своим запорным вентилем, выходной конец которого соединен с трубой, заправленной в емкость, скрытно размещенной в правой тумбе первого стола, кроме того, на втором двухтумбовом столе на горизонтальной установочной поверхности размещен системный блок персонального компьютера, его монитор, звуковые колонки и устройство многоярусного блока из аналогово-цифровых преобразователей (АЦП), клавишный блок управления размещен на выдвижной панели, размещенной под горизонтальной установочной поверхностью, в центре второго стола.This is achieved by the fact that the device is a bench-mounted automated laboratory complex for studying hydrodynamic processes with measurements and processing the results in the Lab View software environment, made of a table with horizontal and vertical mounting surfaces, of which tubular elements of the bench are placed on the horizontal, simulating fluid movement along their variables sections, and for studying the laminar and turbulent flow regimes by introducing a color tracer into the flow, as well as instruments for measuring p liquid gathering and piezometers for measuring parameters of fluid pressure in various sections of tubular elements, while to ensure the circulation of fluid through the tubular elements under the horizontal mounting surface there is a pump buried in a container installed under the table on the floor, while the device of the complex is equipped with a second table, the first of which is equipped with horizontal and vertical mounting surfaces, on the first of which a U-shaped metal pipe with a straight line is placed with a specified length, with a pipe turning section of 180 ° and a section with a large diameter, designed to study linear and local hydraulic resistance, and, in addition, to its lateral surface, at the entrance and exit of the straight section, as well as at the entrance and the outlet of the pipe turning section, at the inlet and outlet of the section with a large diameter, pipes with sensors for measuring static and total pressure are connected perpendicularly, with elastic pipes connected to them connected to their piezometers, In the form of transparent tubes, and placed on a vertical mounting surface, in addition, on a vertical mounting surface for studying the phenomena described by the Bernoulli equation, a tubular element with a transparent front wall inclined from the input end to the output end and having a rectangular inner section is placed, while its axis relative to the horizontal surface is placed at an angle α equal to 5 to 10 °, and its input end is set higher than the output, while the inclined element is made in the form of five therefore, connected and made of one continuous material of parts, the first, in the form of a tetrahedral rectangular prism, which is connected with one base to the second part, having the shape of a tetrahedral rectangular pyramid, the flat top of which is rigidly connected to the third part in the form of a tetrahedral rectangular prism with a square in cross section, the second base of which is rigidly connected to the flat top of the fourth part, of exactly the same pyramid as the second part, the base of which is connected to the fifth part, made in in the form of a tetrahedral rectangular prism, with a rectangle in cross section and equal opposite pairs in pairs, as in the first part, in addition, for measuring the total and static pressure on the axis of the fluid flow in the inner cavity of this element, along its entire length, at the inlet end of the first part , in the middle of the second part, in the middle of the third part, in the middle of the fourth part and at the output end of the fifth part, sensors for measuring the total pressure are built in perpendicular to the axis of the inclined element, each of which is made of two tubes, p a ditch, in the direction of flow of the liquid, for measuring the static pressure made of a straight tube, the working end of which is installed perpendicular to the flow, and a second tube, the working end of which is bent to meet the movement of the fluid flow, and the non-working ends of these tubes are connected by elastic tubes to their pairs of piezometers made of rigid transparent tubes and rigidly mounted on a vertical mounting surface, while in the interval between each pair of piezometers a metric scale is rigidly installed, which like piezometers, it is attached to a vertical mounting surface; in addition, to visually fix the liquid level in the tubes of each piezometer and to demonstrate the potential energy costs of the liquid flow in each section of the inclined element to study the phenomena described by the Bernoulli equation, rigidly placed near each piezometer vertical racks with lateral grooves, in which the clips are movably placed, on which two colored ropes are sequentially and movably fixed, one of them being assigned to mark the liquid level in all piezometers of static pressure, and the second to mark the liquid level in all piezometers of full pressure, and a shut-off valve is installed at the output end of the inclined element, in addition, to supply liquid to the U-shaped pipe and to the inclined element on a vertical mounting surface there is a pressure tank filled with liquid by means of a pump installed in a special plastic container secretly placed in the volume of the left cabinet of the first table, the pressure pipe of which connected to the ceiling part of the pressure tank, while the ceiling part is installed not lower than the upper ends of all piezometers placed on the vertical mounting surface, and a vertically located pipe is attached to the bottom of the pressure tank, the lower end of which is equipped with a tee, one tap of which is connected to the input end of the inclined element and the second - to the inlet end of the pipe in a U-shape, while the outlet end of the inclined element is connected through a shut-off valve to its liquid flow meter, the outlet pipe whose window is filled into a special plastic container with a pump, in addition, a transparent tube made of rigid material is vertically connected to the bottom of the pressure tank to study the laminar and turbulent modes of fluid flow (determining the Reynolds criterion) with a vertical tracer along its axis in its tank, which is located in the cavity of the pressure tank, and the output end of which is connected to its liquid flow meter, the output pipe of which is connected to its shut-off valve, in the running end of which is connected to a pipe filled into a container, covertly placed in the right pedestal of the first table, in addition, on the second two-pedestal table on a horizontal installation surface there is a personal computer system unit, its monitor, speakers and a multi-tier unit made of analog-to-digital converters (ADC), the keyboard control unit is located on a pull-out panel located under the horizontal mounting surface, in the center of the second table.

В качестве счетчика расхода жидкости установлен прибор, обеспечивающий на выходе создание электрических импульсов, обеспечивающих согласование с блоком аналогово-цифровых преобразователей программы Lab View.A device has been installed as a liquid flow meter, which provides the creation of electrical pulses at the output, which ensure coordination with the Lab View analog-to-digital converters block.

Стенд может быть снабжен тремя счетчиками расхода холодной и горячей воды торговой марки «Саяны» ИВКА 407323 ПС, с электронным выходным сигналом.The stand can be equipped with three cold and hot water flow meters of the Sayany brand IVKA 407323 PS, with an electronic output signal.

Фиксатор для каждого пьезометра, каждой пары пьезометров, соединенных с датчиками наклонного элемента, может быть выполнен в виде подпружиненной к своей стойке металлической пластины, имеющей проушину для свободного перемещения в ней своего канатика.The clamp for each piezometer, each pair of piezometers connected to the sensors of the inclined element can be made in the form of a metal plate spring-loaded to its stand, having an eye for the free movement of its own cord in it.

Каждый из двух канатиков жестко крепится в проушине только на одном, самом левом фиксаторе.Each of the two ropes is rigidly fixed in the eye on only one, the most left retainer.

Блок аналогово-цифровых преобразователей программы Lab View размещен на втором столе, со стороны наиболее близкой к первому столу.The Lab View analog-to-digital converters block is located on the second table, from the side closest to the first table.

Метрическая шкала может быть выполнена из стандартной металлической линейки по ГОСТ 427-75.The metric scale can be made of a standard metal ruler according to GOST 427-75.

Опорные ножки обоих столов могут быть выполнены в виде Z-образной формы.The supporting legs of both tables can be made in the form of a Z-shaped.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид стенда на двух столах. На фиг.2 изображен вид стола стенда по стрелке А (горизонтальная установочная поверхность). На фиг.3 от пунктирной линии изображено 70% вертикальной установочной поверхности, а вниз - 30% горизонтальной установочной поверхности элементов первого стола стенда. На фиг.4 изображены основные элементы (участки) U-образной трубы. На фиг.5 изображен наклонный элемент. На фиг.6 изображено сечение А-А. На фиг.7 изображено размещение датчиков полного и статического напоров. На фиг.8 изображен выров пьезометра и стойки с фиксатором. На фиг.9 изображено сечение пары пьезометров со стойками и фиксаторами. На фиг.10 изображен фиксатор. На фиг.11 изображен вид В. На фиг.12 изображен виртуальный эскиз наклонного элемента с приборами.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the stand on two tables. Figure 2 shows the view of the bench table in arrow A (horizontal mounting surface). Figure 3 from the dashed line shows 70% of the vertical mounting surface, and down - 30% of the horizontal mounting surface of the elements of the first stand table. Figure 4 shows the main elements (sections) of the U-shaped pipe. Figure 5 shows the inclined element. Figure 6 shows a section aa. Figure 7 shows the placement of sensors full and static pressure. On Fig depicted the cutout of the piezometer and rack with a latch. Figure 9 shows a cross section of a pair of piezometers with racks and clamps. Figure 10 shows the latch. Figure 11 shows a view of B. Figure 12 shows a virtual sketch of an inclined element with devices.

Устройство стендового автоматизированного лабораторного комплекса состоит из двух столов: стола 1, имеющего установочные поверхности, горизонтальную 2 и вертикальную 3, и также стола 4. На горизонтальной установочной поверхности 2 размещена труба 5 U-образной формы, имеющая прямолинейный участок 6 заданной длины, участок 7 с поворотом трубы на 180° и участок 8 с большим диаметром, предназначенная для изучения линейных и местных гидравлических сопротивлений. При этом к входу 9 и к выходу 10 участка 6, к входу 11 и к выходу 12 участка 7, к входу 13 и к выходу 14 участка 8 подключены перпендикулярно патрубки 15 с датчиками 16 для измерения статического и полного напора в участках U-образной трубы. Эти датчики соединены с помощью прозрачных и эластичных трубок 17 со своими пьезометрами 18, выполненными в виде прозрачных жестких трубок, размещенных на вертикальной установочной поверхности 3. На этой же поверхности 3 размещен наклонный трубчатый элемент 19, имеющий прямоугольное внутреннее сечение и прозрачную лицевую стенку. Входной конец 20 элемента 19 размещен выше его выходного конца 21. Элемент 19 выполнен в виде пяти последовательно соединенных частей, первой 22 в виде четырехгранной прямоугольной призмы, второй 23 в виде четырехгранной прямоугольной пирамиды, плоская вершина которой жестко соединена с третьей частью - основанием четырехгранной прямоугольной призмы 24, второе основание которой соединено с четвертой частью - плоской вершиной четырехгранной прямоугольной пирамиды 25, основание которой соединено с пятой частью 26, выполненной в виде четырехгранной прямоугольной призмы. На входных концах всех частей элемента 19 установлены попарно датчики: на входном конце 20, на первой части 22, на части 23, на части 24, на части 25, на части 26 и на выходном конце 21, перпендикулярно к оси элемента 19 встроены датчики 27 для измерения полного напора, выполненные из трубки 28, и для измерения статического напора - из трубки 29. Каждая пара датчиков 27 соединена своими эластичными прозрачными трубками 30 со своими парами пьезометров 31, размещенными на поверхности 3. Между трубками каждой пары пьезометров 31 на поверхности 3 размешена метрическая шкала 32. С наружных сторон каждой пары пьезометров 31 прикреплены вертикальные стойки 33, имеющие пазы 34, в которых подвижно размещены фиксаторы положения 35, на которых последовательно и подвижно закреплены два цветных канатика 36 и 37, при этом первый 36 из них предназначен для отметки уровня жидкости в трубках статического напора, а второй 37 из них - в трубках полного напора. Выходной конец 21 элемента 19 соединен с запорным вентилем 38. Для подачи жидкости к U-образной трубе 5 и наклонному элементу 19 на поверхности 3 размещен напорный бачек 39, заполняемый жидкостью с помощью насоса 40, установленного в пластиковой емкости 41, скрытно размещенной в левой тумбе 42 стола 1. Напорный патрубок 43 насоса 40 подведен под потолочную часть 44 бачка 39. К днищу бачка 39 подключен патрубок 45, нижний конец которого снабжен тройником 46, один отвод которого подключен к входному концу 20 элемента 19, а второй через запорный вентиль 47 к входу 9 участка 6 трубы 5, а выход 14 выходного участка 8 подключен к своему счетчику расхода 48, выходной патрубок которого соединен с запорным вентилем 49, выходной патрубок которого заглублен в емкость 41. Выходной конец 21 элемента 19 подключен к запорному вентилю 50, выходной патрубок которого соединен со счетчиком расхода 51, выходной патрубок которого заглублен в емкость 41. Кроме того, к днищу бачка 39 вертикально подключена прозрачная труба 52, предназначенная для визуальной демонстрации режимов ламинарного и турбулентного течений жидкости с помощью цветного трассера, размещенного в своем бачке 53 и размещенного в полости бачка 39. Выходной конец трубки 52 через запорный вентиль 54 и расходометр 55 заправлен в скрытно размещенную в правой тумбе 56 емкость 57. На втором (правом) двухтумбовом столе 4 на горизонтальной поверхности 58 размещен системный блок 59 персонального компьютера, его монитор 60, звуковые колонки 61 и устройство многоярусного блока 62 из аналогово-цифровых преобразователей (АЦП), клавишный блок 63 управления размещен на выдвижной панели 64 стола 4. Фиксаторы 35 на каждой стойке 33 выполнены с двумя подпружиненными пластинами 65 и имеют проушину 66 с круглым отверстием 67.The device of the bench automated laboratory complex consists of two tables: table 1, with mounting surfaces, horizontal 2 and vertical 3, and also table 4. On a horizontal mounting surface 2 there is a U-shaped pipe 5 having a straight section 6 of a given length, section 7 with rotation of the pipe by 180 ° and section 8 with a large diameter, designed to study linear and local hydraulic resistance. At the same time, pipes 15 with sensors 16 are connected perpendicularly to the input 9 and the output 10 of section 6, to the input 11 and the output 12 of section 7, to the input 13 and the output 14 of section 8 to measure the static and total pressure in the sections of the U-shaped pipe . These sensors are connected using transparent and elastic tubes 17 with their piezometers 18, made in the form of transparent rigid tubes placed on a vertical mounting surface 3. On the same surface 3 there is an inclined tubular element 19 having a rectangular inner section and a transparent front wall. The input end 20 of the element 19 is placed above its output end 21. The element 19 is made in the form of five series-connected parts, the first 22 in the form of a tetrahedral rectangular prism, the second 23 in the form of a tetrahedral rectangular pyramid, the flat top of which is rigidly connected to the third part - the base of the tetrahedral rectangular prism 24, the second base of which is connected to the fourth part - the flat top of the tetrahedral rectangular pyramid 25, the base of which is connected to the fifth part 26, made in the form of tetrahedral th rectangular prism. Sensors are installed in pairs at the inlet ends of all parts of element 19: at the inlet end 20, on the first part 22, on part 23, on part 24, on part 25, on part 26 and on output end 21, sensors 27 are built perpendicular to the axis of element 19 for measuring the total pressure, made from the tube 28, and for measuring the static pressure from the tube 29. Each pair of sensors 27 is connected by its elastic transparent tubes 30 with their pairs of piezometers 31 located on the surface 3. Between the tubes of each pair of piezometers 31 on the surface 3 posted metric scale 32. On the outer sides of each pair of piezometers 31, vertical posts 33 are attached, having grooves 34, in which position locks 35 are movably placed, on which two colored ropes 36 and 37 are sequentially and movably fixed, the first 36 of which is intended for marking the liquid level in the tubes of static pressure, and the second 37 of them in the tubes of full pressure. The output end 21 of the element 19 is connected to the shut-off valve 38. To supply fluid to the U-shaped pipe 5 and the inclined element 19, a pressure tank 39 is placed on the surface 3, filled with liquid by means of a pump 40 installed in a plastic container 41, hidden in the left cabinet 42 tables 1. The pressure pipe 43 of the pump 40 is connected to the ceiling part 44 of the tank 39. A pipe 45 is connected to the bottom of the tank 39, the lower end of which is equipped with a tee 46, one tap of which is connected to the input end 20 of the element 19, and the second through a shut-off valve 47 to input 9 y part 6 of the pipe 5, and the output 14 of the output section 8 is connected to its flow meter 48, the output pipe of which is connected to the shut-off valve 49, the output pipe of which is recessed into the tank 41. The output end 21 of the element 19 is connected to the shut-off valve 50, the output pipe of which is connected with a flow meter 51, the outlet pipe of which is buried in the tank 41. In addition, a transparent pipe 52 is vertically connected to the bottom of the tank 39, designed to visually demonstrate the regimes of laminar and turbulent fluid flows using a wind tracer located in its tank 53 and placed in the cavity of the tank 39. The output end of the tube 52 through the shut-off valve 54 and the flow meter 55 is tucked into a container 57 which is hidden in the right cabinet 56. On the second (right) two-table table 4 on a horizontal surface 58 is placed the system unit 59 of the personal computer, its monitor 60, the speakers 61 and the device of the multi-tier block 62 of analog-to-digital converters (ADCs), the key control unit 63 is located on the sliding panel 64 of the table 4. The latches 35 on each rack 33 issue ying with two spring-loaded plates 65 and 66 have an eyelet with a circular hole 67.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

1. Изучение гидравлического сопротивления трением (или по длине) и местных сопротивлений.1. The study of hydraulic resistance to friction (or length) and local resistance.

Изучение гидравлического сопротивления трением во внутренней полости трубы на прямолинейном участке (труба из нержавеющей стали длиной 820 мм и внутренним диаметром 8 мм) осуществляется по следующей методике:The study of hydraulic friction resistance in the inner cavity of the pipe in a straight section (stainless steel pipe with a length of 820 mm and an inner diameter of 8 mm) is carried out according to the following method:

1. Включается эл. двигатель насоса 40, который установлен в пластиковой емкости 41, размещенной в левой тумбе первого стола 1, и с помощью насоса 40 осуществляется закачка воды в напорный бачок 39.1. Turns on email. the engine of the pump 40, which is installed in a plastic container 41, located in the left pedestal of the first table 1, and using the pump 40, water is pumped into the pressure tank 39.

2. При максимально открытом отверстии запорного вентиля:2. With the maximum opening of the shut-off valve:

- регистрируем показания пьезометров 18, установленных рядом со шкалами линеек 32;- register the readings of the piezometers 18 installed next to the ruler scales 32;

- регистрируем визуально на фоне шкалы 32 уровень воды в прозрачных трубках двух пьезометров 18, первом, подсоединенном к датчику статического напора, установленного на входе в прямолинейный участок трубы заданной длины, и втором, подсоединенном к датчику статического напора, установленного на выходе прямолинейного участка трубы заданной длины;- visually register against the background of scale 32, the water level in the transparent tubes of two piezometers 18, the first connected to a static pressure sensor installed at the inlet to a straight pipe section of a given length, and the second connected to a static pressure sensor installed at the output of a straight pipe section of a given lengths;

- при установленном режиме течения определяем численное значение расхода воды через счетчик 47 за заданное время, например за одну минуту.- with the established flow regime, we determine the numerical value of the water flow through the counter 47 for a given time, for example, in one minute.

3. Изменяем положение запорного вентиля 48 (прикрываем его на небольшой угол) и повторяем операции п.2.3. We change the position of the shut-off valve 48 (we cover it by a small angle) and repeat the operations of step 2.

Проводим аналогичные измерения для других положений запорного вентиля 48, вплоть до полного его закрытия. Количество фиксированных положений вентиля 48 определяет точность проведения эксперимента. Для лабораторных работ достаточно шести положений открытия вентиля 48.We carry out similar measurements for other positions of the shut-off valve 48, up to its complete closure. The number of fixed positions of the valve 48 determines the accuracy of the experiment. For laboratory work, six valve openings 48 are sufficient.

4. Параллельно проведению «ручного» эксперимента включаем ПК, выводим программу Lab View, создаем на мониторе виртуальный эскиз измерительных приборов (пьезометров, подключенных к прямолинейному участку трубы, виртуально расходомеру жидкости). В соответствии с методикой эксперимента задаем с клавиатуры показания пьезометров в миллиметрах водного столба. По окончании эксперимента даем команду на построение графика зависимостей гидравлического сопротивления от расхода жидкости по трубе. Кроме того, по команде получаем численное расчетное значение гидравлического сопротивления и сравниваем его с экспериментальным значением, полученным «ручным» методом, рассчитываем ошибку. Виртуальная схема установки, например, изучения энергетической характеристики гидропотока (уравнение Бернулли), представлена на фиг.12.4. In parallel with the “manual” experiment, turn on the PC, display the Lab View program, create a virtual sketch of measuring instruments (piezometers connected to the straight section of the pipe, virtually a liquid flow meter) on the monitor. In accordance with the experimental procedure, we set from the keyboard the readings of piezometers in millimeters of water. At the end of the experiment, we give a command to build a graph of the dependences of hydraulic resistance on fluid flow through the pipe. In addition, by command, we obtain the numerical calculated value of the hydraulic resistance and compare it with the experimental value obtained by the “manual” method, and calculate the error. A virtual installation diagram, for example, studying the energy characteristics of a hydroflow (Bernoulli equation), is presented in Fig. 12.

С помощью стендового автоматизированного лабораторного комплекса для изучения гидродинамических процессов с измерениями и обработкой результатов в программной среде Lab View проводятся и другие лабораторные работы, методика которых изложена в [4].Using a bench automated laboratory complex for studying hydrodynamic processes with measurements and processing results in the Lab View software environment, other laboratory works are carried out, the methodology of which is described in [4].

Интервал угла α расположения наклонного элемента от 5° до 10° объясняется тем, что при включении стенда в напорный бачок, в наклонный элемент, в пьезометры попадает много воздушных пузырьков, на удаление которых тратится много времени, и, чем меньше угол α, тем больше времени на это затрачивается, но конструктивное изготовление при этом упрощается. Поэтому опытным путем установлено, что 5° это оптимальный минимальный угол. При 10° заметно снижается время удаления воздушных пузырьков из элементов стенда. При угле, большем 10°, усложняется конструктивное изготовление наклонного элемента.The interval of the angle α of the inclined element location from 5 ° to 10 ° is explained by the fact that when the stand is included in the pressure tank, the inclined element, the piezometers get a lot of air bubbles, which take a lot of time to be removed, and the smaller the angle α, the greater time is spent on it, but constructive manufacturing is simplified. Therefore, it has been experimentally established that 5 ° is the optimal minimum angle. At 10 °, the time for removing air bubbles from the stand elements is noticeably reduced. At an angle greater than 10 °, the constructive manufacture of the inclined element is complicated.

Прямоугольное внутреннее сечение наклонного элемента позволяет, во-первых, исключить эффект линзы, при визуальном наблюдении, во-вторых, упростить изготовление и крепление наклонного элемента с сопловым сужением, а также упростить расчет площади в «живом сечении» потока жидкости.The rectangular internal section of the inclined element allows, firstly, to exclude the effect of the lens during visual observation, and secondly, to simplify the manufacture and fastening of the inclined element with nozzle narrowing, as well as to simplify the calculation of the area in the "live section" of the fluid flow.

Опорные ножки столов, выполненные в виде Z-образной формы, позволяют улучшить доступ к ним, облегчают их вес и одновременно сохраняют высокую устойчивость размещенного на них оборудования.The supporting legs of the tables, made in the form of a Z-shaped shape, can improve access to them, facilitate their weight and at the same time maintain high stability of the equipment placed on them.

Использование цветных канатиков позволяет наглядно демонстрировать студенту энергетическую характеристику гидропотока в канале сложной формы, так как площадь под канатиком характеризует потенциальную энергию потока в точках подключения пьезометров.The use of colored ropes allows the student to clearly demonstrate to the student the energy characteristic of the hydroflow in a channel of complex shape, since the area under the cord characterizes the potential flow energy at the points of connection of the piezometers.

Полезность заявляемого изобретения заключается в повышении технического уровня передачи знаний студентам по дисциплине «Гидравлика», преподаваемой в вузе, за счет оснащения стенда современными приборами и устройствами, позволяющими получать высокую точность и надежность работы и, кроме того, позволяющих передавать полученную информацию на компьютер для последующей обработки и получения как аналитических уравнений, так и графических зависимостей об исследуемом процессе. Полезность также заключается в приобщении студентов к современным техническим возможностям в области быстрой и точной обработки экспериментальных исследований.The usefulness of the claimed invention is to increase the technical level of knowledge transfer to students in the discipline "Hydraulics" taught at the university by equipping the stand with modern instruments and devices that allow to obtain high accuracy and reliability of work and, in addition, allowing to transfer the received information to a computer for later processing and obtaining both analytical equations and graphical dependencies about the process under study. The usefulness also lies in introducing students to modern technical capabilities in the field of quick and accurate processing of experimental studies.

Источники информацииInformation sources

1. www.samgtu.ru/research/katalog/PDF/007.pdf1. www.samgtu.ru/research/katalog/PDF/007.pdf

2. www.cati.ru/edu/voda.htm2. www.cati.ru/edu/voda.htm

3. www.intos.ru/tehn1.htm3. www.intos.ru/tehn1.htm

4. Семенова Е.В., Киреев Д.В., Третьяк П.В., Корячкин В.П., Ванин B.C. Использование среды графического программирования LabVIEW для лабораторных стендов. Кафедра «Машины и аппараты пищевых производств». Орел ГТУ. Орел, 2007.4. Semenova E.V., Kireev D.V., Tretyak P.V., Koryachkin V.P., Vanin B.C. Using LabVIEW graphical programming environment for laboratory stands. Department "Machines and equipment for food production". Eagle GTU. Eagle, 2007.

Claims (8)

1. Устройство стендового автоматизированного лабораторного комплекса для изучения гидродинамических процессов с измерениями и обработкой результатов в программной среде Lab View, выполненное из стола с горизонтальной и вертикальной установочными поверхностями, из которых на горизонтальной размещены трубчатые элементы стенда, моделирующие движение жидкости по их переменным сечениям и для изучения ламинарного и турбулентного режимов течения, путем введения в поток цветного трассера, а также приборы для измерения расхода жидкости, и пьезометры для измерения параметров давления жидкости в различных сечениях трубчатых элементов, при этом для обеспечения циркуляции жидкости по трубчатым элементам, под горизонтальной установочной поверхностью размещен насос, заглубленный в емкость, установленную под столом, на полу, отличающееся тем, что устройство комплекса снабжено вторым столом, при этом первый из которых снабжен горизонтальной и вертикальной установочными поверхностями, на первой из которых размещена металлическая труба U-образной формы, с прямолинейным участком заданной длины, с участком поворота трубы на 180° и участком с большим диаметром, предназначенная для изучения линейных и местных гидравлических сопротивлений, и, кроме того, к ее боковой поверхности, на уровне входа и выхода прямолинейного участка, а также на уровне входа и выхода участка поворота трубы, на уровне входа и выхода участка с большим диаметром, подключены перпендикулярно патрубки с датчиками для измерения статического и полного напора, с подключенными к ним эластичными трубками, соединенными со своими пьезометрами, выполненными в виде прозрачных трубок, и размещенных на вертикальной установочной поверхности, кроме того, на вертикальной установочной поверхности для изучения явлений, описываемых уравнением Бернулли, размещен наклонный от входного конца к выходному концу трубчатый элемент с прозрачной лицевой стенкой, имеющий прямоугольное внутреннее сечение, при этом его ось относительно горизонтальной поверхности размещена под углом α, равным от 5 до 10°, и его входной конец установлен выше, чем выходной, при этом наклонный элемент выполнен в виде пяти последовательно соединенных и выполненных из одного сплошного материала частей, первой, в виде четырехгранной прямоугольной призмы, которая одним основанием соединена со второй частью, имеющей форму четырехгранной прямоугольной пирамиды, плоская вершина которой жестко соединена с третьей частью в виде четырехгранной прямоугольной призмы с квадратом в сечении, второе основание которой жестко соединено с плоской вершиной четвертой части, точно такой же пирамиды, как вторая часть, основание которой соединено с пятой частью, выполненной в виде четырехгранной прямоугольной призмы, с прямоугольником в сечении и попарно равными противоположными гранями, как и у первой части, при этом для измерения полного и статического напора на оси потока жидкости во внутренней полости этого элемента, по всей его длине, на входном конце первой части, на середине второй части, в середине третьей части, в середине четвертой части и на выходном конце пятой части, перпендикулярно к оси наклонного элемента встроены датчики для измерения полного напора, каждый из которых выполнен из двух трубок, первой, по ходу движения жидкости, для измерения статического напора, выполненной из прямолинейной трубки, рабочий конец которой установлен перпендикулярно потоку, и второй трубки, рабочий конец которой загнут навстречу движения потока жидкости, а не рабочие концы этих трубок соединены эластичными трубками со своими парами пьезометров, выполненных из жестких прозрачных трубок и жестко установленных на вертикальной установочной поверхности, при этом в промежутке между каждой парой пьезометров жестко установлена метрическая шкала, которая, как и пьезометры прикреплена к вертикальной установочной поверхности, кроме этого, для визуальной фиксации уровня жидкости в трубках каждого пьезометра и для демонстрации величин затрат потенциальной энергии потока жидкости в каждом сечении наклонного элемента для изучения явлений, описываемых уравнением Бернулли, вблизи каждого пьезометра жестко размещены вертикальные стойки с боковыми пазами, в которых подвижно размещены фиксаторы, на которых последовательно и подвижно закреплены два цветных канатика, при этом один из них предназначен для отметки уровня жидкости во всех пьезометрах статического напора, а второй для отметки уровня жидкости во всех пьезометрах полного напора, а на выходном конце наклонного элемента установлен запорный вентиль, кроме того, для подачи жидкости к трубе U-образной формы и к наклонному элементу, на вертикальной установочной поверхности размещен напорный бачок, заполненный жидкостью с помощью насоса, установленного в специальной пластиковой емкости, и скрытно размещенной в объеме левой тумбы первого стола, напорный патрубок которого подведен к потолочной части напорного бачка, при этом потолочная часть установлена не ниже верхних концов всех пьезометров, размещенных на вертикальной установочной поверхности, а к днищу напорного бачка прикреплен вертикально расположенный патрубок, нижний конец которого снабжен тройником, один отвод которого подключен к входному концу наклонного элемента, а второй к входному концу трубы U-образной формы, при этом выходной конец наклонного элемента подключен через запорный вентиль к своему счетчику расхода жидкости, выходной патрубок которого заправлен в специальную пластиковую емкость с насосом, кроме того, к днищу напорного бачка вертикально подключена прозрачная трубка, выполненная из жесткого материала, для изучения ламинарного и турбулентного режимов течения жидкости (определения критерия Рейнольдса) с вертикальной подачей по ее оси цветного трассера, размещенного в своем бачке, который размещен в полости напорного бачка, и выходной конец которой соединен со своим счетчиком расхода жидкости, выходной патрубок которого соединен со своим запорным вентилем, выходной конец которого соединен с трубой, заправленной в емкость, скрытно размещенной в правой тумбе первого стола, кроме того, на втором двухтумбовом столе на горизонтальной установочной поверхности размещен системный блок персонального компьютера, его монитор, звуковые колонки и устройство многоярусного блока из аналогово-цифровых преобразователей (АЦП), клавишный блок управления размещен на выдвижной панели, размещенной под горизонтальной установочной поверхностью, в центре второго стола.1. A bench automated laboratory complex for studying hydrodynamic processes with measurements and processing the results in the Lab View software environment, made from a table with horizontal and vertical mounting surfaces, of which tubular bench elements are placed on the horizontal, simulating fluid movement over their variable cross sections and for studying laminar and turbulent flow regimes by introducing a color tracer into the flow, as well as instruments for measuring fluid flow, and piezo meters for measuring fluid pressure parameters in various sections of tubular elements, in order to ensure fluid circulation through the tubular elements, a pump is placed under the horizontal mounting surface, buried in a container installed under the table, on the floor, characterized in that the device of the complex is equipped with a second table, the first of which is equipped with horizontal and vertical mounting surfaces, on the first of which a U-shaped metal pipe is placed, with a rectilinear rear section length, with a section of pipe rotation of 180 ° and a section with a large diameter, designed to study linear and local hydraulic resistance, and, in addition, to its lateral surface, at the entrance and exit of the straight section, as well as at the entrance and exit pipe turning section, at the input and output sections of the section with a large diameter, pipes are connected perpendicularly with sensors for measuring static and total pressure, with elastic pipes connected to them, connected to their piezometers made in the form of transparent tubes, and placed on a vertical mounting surface, in addition, on a vertical mounting surface for studying the phenomena described by the Bernoulli equation, a tubular element with a transparent front wall inclined from the input end to the output end and having a rectangular inner section, with its axis relative to the horizontal surface is placed at an angle α equal to from 5 to 10 °, and its input end is set higher than the output, while the inclined element is made in the form of five rows parts that are connected and made of one continuous material, the first, in the form of a tetrahedral rectangular prism, which is connected with one base to the second part, having the shape of a tetrahedral rectangular pyramid, the flat top of which is rigidly connected to the third part in the form of a tetrahedral rectangular prism with a square in cross section, the second base of which is rigidly connected to the flat top of the fourth part, exactly the same pyramid as the second part, whose base is connected to the fifth part, made in the form of even a reverted rectangular prism, with a rectangle in cross section and equal opposite pairs in pairs, as in the first part, while for measuring the total and static pressure on the axis of the fluid flow in the inner cavity of this element, along its entire length, at the inlet end of the first part, in the middle of the second part, in the middle of the third part, in the middle of the fourth part and at the output end of the fifth part, sensors for measuring the total pressure are built in perpendicular to the axis of the inclined element, each of which is made of two tubes, the first one in the direction of fluid flow, to measure the static pressure made of a straight tube, the working end of which is installed perpendicular to the flow, and the second tube, the working end of which is bent towards the movement of the fluid flow, and not the working ends of these tubes are connected by elastic tubes to their pairs of piezometers made of rigid transparent tubes and rigidly mounted on a vertical mounting surface, while in the interval between each pair of piezometers a metric scale is rigidly installed, which, like piezometers are attached to a vertical mounting surface, in addition, to visually fix the liquid level in the tubes of each piezometer and to demonstrate the cost of potential energy of the fluid flow in each section of the inclined element to study the phenomena described by the Bernoulli equation, vertical racks with lateral racks are rigidly placed near each piezometer grooves in which the clips are movably placed, on which two colored ropes are sequentially and movably fixed, one of them being intended to mark the liquid level in all piezometers of static pressure, and the second to mark the liquid level in all piezometers of full pressure, and a shut-off valve is installed at the output end of the inclined element, in addition, to supply liquid to the U-shaped pipe and to the inclined element, on a vertical mounting surface contains a pressure tank filled with liquid by means of a pump installed in a special plastic container and secretly placed in the volume of the left cabinet of the first table, the pressure pipe of which is connected n to the ceiling part of the pressure tank, while the ceiling part is installed not lower than the upper ends of all piezometers located on the vertical mounting surface, and a vertically located pipe is attached to the bottom of the pressure tank, the lower end of which is equipped with a tee, one tap of which is connected to the input end of the inclined element and the second to the inlet end of the pipe in a U-shape, while the outlet end of the inclined element is connected through a shut-off valve to its liquid flow meter, the outlet pipe of which it is filled in a special plastic container with a pump, in addition, a transparent tube made of rigid material is vertically connected to the bottom of the pressure tank to study the laminar and turbulent modes of fluid flow (determination of the Reynolds criterion) with a vertical tracer along its axis, placed in color its tank, which is located in the cavity of the pressure tank, and the output end of which is connected to its liquid flow meter, the output pipe of which is connected to its shut-off valve, the output the end of which is connected to a pipe tucked into a container, covertly placed in the right pedestal of the first table, in addition, on the second two-pedestal table on a horizontal installation surface there is a personal computer system unit, its monitor, speakers and a multi-tier unit made of analog-to-digital converters ( ADC), the key control unit is located on a pull-out panel located under the horizontal mounting surface, in the center of the second table. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве счетчика расхода жидкости установлен прибор, обеспечивающий на выходе создание электрических импульсов, обеспечивающих согласование с блоком аналогово-цифровых преобразователей программы Lab View.2. The device according to claim 1, characterized in that a device is installed as a liquid flow meter that provides the creation of electrical pulses at the output, which ensures coordination with the Lab View analog-to-digital converters block. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что стенд снабжен тремя счетчиками расхода холодной и горячей воды торговой марки «Саяны» ИВКА 407323 ПС с электронным выходным сигналом.3. The device according to claim 2, characterized in that the stand is equipped with three flow meters for cold and hot water of the Sayany brand IVKA 407323 PS with an electronic output signal. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фиксатор для каждого пьезометра, каждой пары пьезометров, соединенных с датчиками наклонного элемента, выполнен в виде подпружиненной к своей стойке металлической пластины, имеющей проушину для свободного перемещения в ней своего канатика.4. The device according to claim 1, characterized in that the latch for each piezometer, each pair of piezometers connected to the sensors of the inclined element is made in the form of a metal plate spring-loaded to its rack, having an eye for free movement of its cord in it. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что каждый из двух канатиков жестко крепится в проушине только на одном, самом левом фиксаторе.5. The device according to claim 4, characterized in that each of the two ropes is rigidly mounted in the eye only on one, the most left retainer. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок аналогово-цифровых преобразователей программы Lab View размещен на втором столе, со стороны, наиболее близкой к первому столу.6. The device according to claim 1, characterized in that the block of analog-to-digital converters of the Lab View program is located on the second table, from the side closest to the first table. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что метрическая шкала выполнена из стандартной металлической линейки по ГОСТ427-75.7. The device according to claim 1, characterized in that the metric scale is made of a standard metal ruler according to GOST 427-75. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорные ножки обоих столов выполнены в виде Z-образной формы.8. The device according to claim 1, characterized in that the support legs of both tables are made in the form of a Z-shaped.
RU2007124041/28A 2007-06-26 2007-06-26 Device of bench automated laboratory complex for studying hydrodynamic processes witt measurements and processing of results in program medium lab view RU2339084C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007124041/28A RU2339084C1 (en) 2007-06-26 2007-06-26 Device of bench automated laboratory complex for studying hydrodynamic processes witt measurements and processing of results in program medium lab view

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007124041/28A RU2339084C1 (en) 2007-06-26 2007-06-26 Device of bench automated laboratory complex for studying hydrodynamic processes witt measurements and processing of results in program medium lab view

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2339084C1 true RU2339084C1 (en) 2008-11-20

Family

ID=40241431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007124041/28A RU2339084C1 (en) 2007-06-26 2007-06-26 Device of bench automated laboratory complex for studying hydrodynamic processes witt measurements and processing of results in program medium lab view

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2339084C1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101882391B (en) * 2009-05-08 2012-01-25 河南农业大学 Authentication instrument of Bernoulli equation
RU2473388C1 (en) * 2011-07-25 2013-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" Lab module
CN104282203A (en) * 2014-09-27 2015-01-14 复旦大学 Bernoulli equation demonstration instrument
CN104952323A (en) * 2015-06-12 2015-09-30 浙江大学 Self-circulation Bernoulli experimental device with teaching effect flow digital display function
RU2616443C1 (en) * 2015-12-03 2017-04-14 Альберт Петрович Ершов Device for demonstrating joule's law in differential form
CN106935125A (en) * 2017-04-28 2017-07-07 福州大学 Fluid flow resistance and flow measurement self assembly experimental provision and its application method
RU2660305C2 (en) * 2016-06-01 2018-07-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" Device for demonstration the bernoulli equation with respect to the closed flows
CN112052578A (en) * 2020-08-28 2020-12-08 西安建筑科技大学 Method and system for calculating resistance of ventilation air-conditioning pipeline system based on truncation method
CN113077691A (en) * 2021-03-09 2021-07-06 浙江大学 Experiment teaching device for researching object streaming problem

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СТЕНД «ГИДРОДИНАМИКА ГД» ОТ «ИНТОС» ДЛЯ ТЕХНИКУМОВ. НАЙДЕНО ИЗ ИНТЕРНЕТ: <URL: http: www.intos.ru/tehn1.htm. *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101882391B (en) * 2009-05-08 2012-01-25 河南农业大学 Authentication instrument of Bernoulli equation
RU2473388C1 (en) * 2011-07-25 2013-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" Lab module
CN104282203A (en) * 2014-09-27 2015-01-14 复旦大学 Bernoulli equation demonstration instrument
CN104282203B (en) * 2014-09-27 2016-05-11 复旦大学 A kind of Bernoulli equation demonstrator
CN104952323A (en) * 2015-06-12 2015-09-30 浙江大学 Self-circulation Bernoulli experimental device with teaching effect flow digital display function
CN104952323B (en) * 2015-06-12 2017-08-08 浙江大学 Possesses self-loopa Bernoulli Jacob's experimental provision of teaching efficiency flow digital display
RU2616443C1 (en) * 2015-12-03 2017-04-14 Альберт Петрович Ершов Device for demonstrating joule's law in differential form
RU2660305C2 (en) * 2016-06-01 2018-07-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" Device for demonstration the bernoulli equation with respect to the closed flows
CN106935125A (en) * 2017-04-28 2017-07-07 福州大学 Fluid flow resistance and flow measurement self assembly experimental provision and its application method
CN106935125B (en) * 2017-04-28 2023-04-07 福州大学 Fluid flow resistance and flow measurement self-assembly experimental device and use method thereof
CN112052578A (en) * 2020-08-28 2020-12-08 西安建筑科技大学 Method and system for calculating resistance of ventilation air-conditioning pipeline system based on truncation method
CN113077691A (en) * 2021-03-09 2021-07-06 浙江大学 Experiment teaching device for researching object streaming problem
CN113077691B (en) * 2021-03-09 2022-06-28 浙江大学 Experiment teaching device for researching object streaming problem

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2339084C1 (en) Device of bench automated laboratory complex for studying hydrodynamic processes witt measurements and processing of results in program medium lab view
CN201117133Y (en) Multifunctional fluid mechanics experimental installation
CN201732497U (en) Reynolds experimental apparatus
CN205719850U (en) A kind of calibration experiment stand measuring void fraction in biphase gas and liquid flow
RU130734U1 (en) HYDRAULIC UNIVERSAL LABORATORY STAND
CN108922341A (en) A kind of hydrostatic pressure experimental teaching unit and measuring method
CN209879921U (en) Pipeline comprehensive experiment system device
RU2383059C1 (en) Automated instructional-laboratory system for determining hydraulic pressure with measurement and processing results in lab view software
CN109256019A (en) A kind of Hydromechanics experimental device
CN108760232B (en) Test device and test method for exploring surface drag reduction mechanism
CN113077691B (en) Experiment teaching device for researching object streaming problem
CN211124619U (en) Engineering hydrodynamics 3D flow pattern presentation device
Golter et al. Capabilities of Desktop Scale Heat Transfer and Fluid Mechanics Equipment for Classroom Instruction
CN209281705U (en) A kind of removable hydrostatic pressure experimental teaching unit of double-sided symmetrical formula
Savage et al. The Draining of a Tank: A Lab Experiment in Fluid Mechanics
CN110164280A (en) Head lines visualizer and the observation methods such as diving
CN206074603U (en) A kind of oil plant acidity simulation detection system
CN215812856U (en) Intraductal fluid speed sensor is used in teaching
CN217847304U (en) Experimental training device for researching liquid pipeline transportation environment
Limjuco et al. Low-cost Venturi meter: Understanding Bernoulli’s equation rough a demonstration
Rehman et al. Mechanism of vortex motion
CN209525839U (en) It is a kind of directly to measure hydraulic and flow velocity assembled head loss experimental provision
CN211452469U (en) Flow test teaching device
CN220526472U (en) Comprehensive innovative hydraulic experimental platform
Gamage Macro turbulent characteristics over two-dimensional bed forms and its skin friction and form drag separation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090627