مقاله کاربرد میز هیدرولیکی

این مقاله با فرمت Word بوده و قابل ویرایش است همچنین آماده پرینت می باشد

موضوع : مقاله کاربرد میز هیدرولیکی

جزوه حاضر جهت استفاده دانشجويان رشته هاي مهندسي عمران و مکانيک تهيه شده است در اين جزوه 8 آزمايش مهم که در اکثر دانشگاهها تدريس مي شود بيان گرديده  است و هر آزمايش در يک فصل جداگانه آمده است در اين مجموعه ضمن آشنا ساختن دانشجويان با دستگاه مورد آزمايش و روش انجام آزمايش بصورت خلاصه در مورد تئوري مربوط به آزمايشات توضيحاتي ارائه شده است هم چنين ضمن بيان اهداف آزمايش  موارد ارائه نتايج که به صورت جداول يا نمودارها است و مي بايست توسط دانشجويان تکميل شود ذکر گرديده است

بطور کلي جهت فراگيري و درک عميق از موضوعات پيچيده علمي  نمي توان فقط از طريق مطالعه و با شنيدن مطالب به اين هدف رسيد بلکه مي بايست با انجام آزمايشات و از روش هاي تجربي  پديده هاي مختلف را مشاهده و مورد تجزيه و تحليل قرار داد دانشجويان با انجام آزمايشات  ضمن آشنا شدن با وسايل مختلف و روشهاي مختلف اندازه گيري با تجزيه و تحليل داده ها و يافته هاي آزمايشگاهي  به شناخت و درک عميق مطالب خواهند رسيد

توصيه مي شود دانشجويان قبل از انجام هر آزمايش  ضمن مطالعه مطالب مربوط به آن آزمايش و انديشيدن به مطالب تئوري آن  در حين آزمايش با قسمتها و جزئيات مختلف دستگاه و همچنين روش انجام آزمايشات آشنا گردند پس از انجام آزمايشات ضمن درج داده ها و يافته هاي آزمايشگاهي در جداول  با انجام محاسبات لازم و با ارائه نمودارها و رسم منحني ها به شرح و بسط مشاهدات پرداخته و با روشهاي مختلف محاسباتي به تجزيه و تحليل نتايج و بدست آوردن روابط اقدام نمود پس از اين مرحله با تنظيم گزارش آزمايشگاهي و با رعايت روشهاي صحيح و استاندارد نتايج کار را ارائه نمود 

هدف از طرح ميز هيدروليکي  فراهم نمودن وسيله اي براي انجام يک سري آزمايشات ساده در مکانيک سيالات و هيدروليک مي باشد شکل 1 تصويري از يک ميز هيدروليکي را نشان مي دهد دياگرام قسمت داخلي يک ميز هيدروليکي نمايش داده شده است طبق اين شکل يک پمپ کوچک سانتريفوژ  آب را از منبع S که در قسمت پاييني ميز هيدروليکي قرار گرفته است پمپ نموده و از طريق شير V به دستگاههاي مورد آزمايش منتقل مي کند

در اين ميز هيدروليکي يک تانک وزني W قرار دارد که اين تانک به منظور اندازه گيري وزن آبي که از دستگاه مورد آزمايش عبور نموده است و از طريق لوله کوتاه D که از قسمت F به تانک وزني منتهي مي شود بکار مي رود تانک وزني W به يک طرف اهرمي متصل است که در طرف ديگر آن آويزي قرار دارد و مي توان وزنه هايي را که وزن هر کدام دو کيلوگرم مي باشد بر روي آويز قرار دارد نسبت فاصله تانک وزني تا محل تکيه گاه اين اهرم به فاصله تکيه گاه تا محل اتصال آويز برابر نسبت يک به سه است در کف تانک وزني W يک شير خروجي B قرار دارد و بسته به موقعيت اهرم باز يا بسته مي باشد

بر روي محفظه اين ميز هيدروليکي  صفحه اي به عنوان درپوش قرار مي گيرد که هر زمان لازم باشد مي توان با برداشتن اين درپوش  پمپ و ديگر وسايل موجود در داخل ميز هيدروليکي را مورد بررسي و بازديد قرار داد با توجه به بلند بودن لبه هاي اطراف اين صفحه در صورتي که دستگاه داراي نشت باشد آب جمع آوري شده بر روي آن از طريق سوراخي وارد منبع S مي شود دستگاه هاي مورد آزمايش بر روي صفحه ميز هيدروليکي قرار مي گيرد لوله اي لاستيکي از پمپ به دستگاه متصل مي گردد که معمولاً يک شير هم به منظور تنظيم مقدار دبي دستگاه بين پمپ و دستگاه قرار دارد در قسمت خروجي دستگاه هم يک لوله پلاستيکي قرار دارد که آب را از دستگاه پس از عبور از يک شير کنترل  جهت اندازه گيري دبي به تانک وزني منتقل مي کند بعد از اينکه مقدار دبي مناسب براي دستگاه تنظيم گرديد ميزان آن به روش زير اندازه گيري مي شود

اندازه گيري دبي توسط ميز هيدروليکي زماني که انتهاي بيروني اهرم ميز هيدروليکي توسط تيغه نگهدارنده بالا نگه داشته شده است شيرخروجي تانک وزني باز مي باشد و آبي در آن انباشته نمي شود با رها ساختن اهرم بوسيله کنار زدن تيغه نگهدارنده وزن آويز باعث مي شود تا انتهاي بيروني اهرم به طرف پايين حرکت کند و در اين لحظه شير خروجي تانک وزني بسته مي شود و آب در تانک وزني جمع آوري مي شود

پس از چند لحظه اهرم به حالت تعادل مي رسد وضعيت تعادل اهرم وقتي است که ميله اهرم با زير تيغه نگهدارنده تماس مي يابد که در اين لحظه اهرم به حالت افقي قرار مي گيرد  از اين لحظه مي توان مقدار آبي که در تانک پس از اين لحظه وارد مي شود را اندازه گيري نمود بنابراين بلافاصله پس از تعادل اهرم  کرنومتر را راه اندازي مي کنيم وبسته به ميزان دبي  چند وزنه دو کيلوگرمي را بر روي آويز اهرم قرار مي دهيم و به محض اينکه اهرم دوباره به حالت تعادل رسيد کرنومتر را متوقف کرده و زمان نشان داده شده را يادداشت مي کنيم براي حصول دقت مطلوب حتي المقدور  تعداد وزنه ها را چنان انتخاب کنيد که زمان جمع شدن آب کمتر از 60 ثانيه نباشد بعد از اينکه مدت زمان جمع شدن مقدار معيني آب مشخص شد مي توان مقدار دبي را محاسبه نمود با توجه به اينکه نسبت طولي ميله اهرم از محل اتصال تانک وزني تا محل تکيه گاه به فاصله آويز اهرم با تکيه گاه مساوي يک به سه است بنابراين هر کدام از وزنه هاي دو کيلوگرمي معادل شش کيلوگرم آب جمع آوري شده داخل تانک مي باشد

ونتوري متر وسيله ايست که براي اندازه گيري شدت جريان در لوله ها مورد استفاده قرار مي گيرد جريان سيال از طريق يک لوله همگرا به مقطعي از لوله که سطح مقطع آن کمتر از سطح مقطع لوله اصلي است هدايت مي شود که اين کاهش سطح مقطع در گلوگاه باعث افزايش سرعت در آن مقطع خواهد شد بنابر معادله برنولي  افزايش سرعت در مقطعي از لوله با دبي ثابت باعث کاهش فشار در آن مقطع مي شود و چون ميزان سرعت و فشا رهر دو به مقدار جريان بستگي دارد بنابراين مي توان با اندازه گيري تغييرات فشار در دو مقطع مختلف از لوله ونتوري ميزان شدت جريان را محاسبه نمود

هدف از انجام اين آزمايش مقايسه جريان عبوري محاسبه شده با کمک دستگاه ونتوري متر با ميزان جريان واقعي بدست آمده با استفاده از تانک وزني ميزهيدروليکي و تعيين  ضريب تخليه C جهت اين مقايسه مي باشد همچنين با کمک دستگاه ونتوري متر که در شکل 1 نشان داده شده مي توان توزيع فشار در طول لوله ونتوري را بدست آورده و با توزيع فشار حقيقي ايده آل  مقايسه نمود

دستگاه ونتوري متر تشکيل شده است از يک لوله همگرا- واگرا که آب از قسمت چپ وارد دستگاه شده و پس از گذشتن از قسمت همگرا و عبور از گلوگاه ونتوري وارد قسمت واگرا شده و سپس با عبور از شير کنترل به تانک وزني ميز هيدروليکي جهت اندازه گيري دبي واقعي هدايت مي شود در طول لوله ونتوري 11 لوله پيزومتر جهت اندازه گيري فشار در مقاطع مختلف نصب شده است دو پيزومتري که يکي در ابتداي لوله ونتوري و ديگري در گلوگاه ونتوري نصب شده است جهت محاسبه ميزان دبي عبوري مورد استفاده قرار مي گيرد و پيزومترهاي ديگر براي مقاصد آزمايشي و مطالعه تغييرات فشار در طول لوله ونتوري نصب شده است تمامي پيزومترها توسط لوله هاي مانومتري شفاف به يک محفظه هواي متراکم متصل شده و مجموعه  روي يک تابلو مدرج شده نصب شده است در ضمن قطر لوله در مقاطع مختلف ونتوري در محل اتصال پيزومترها در جدول 1 مشخص گرديده است

جهت ايجاد گرداب آزاد  درپوش کف ظرف استوانه اي را برداشته و استوانه سوراخ دار را در داخل استوانه بزرگ تر در جاي مربوطه قرار مي دهيم ضمن روشن کردن پمپ جريان آب را توسط لوله اي که در بالاي استوانه ها قرار گرفته  از قسمت خارجي استوانه سوراخ دار برقرار مي نمائيم دستگاه را با سرعت نسبتاً پاييني به دوران در مي آوريم مقدار آب ورودي به دستگاه را با مقدار آب خروجي از کف استوانه طوري تنظيم مي نمائيم که حالت و سطح ثابتي از آب در داخل استوانه برقرار شود بعد از حصول اطمينان از ثابت بودن سطح آب  پروفيل سطح آب را با همان روشي که در قسمت گرداب اجباري توضيح داده شد قرائت مي نمائيم بهتر است قرائت ها را از فواصل عمودي مساوي  2/0 از شعاعاي دور از مرکز گرداب شروع کرده و اين فواصل را با نزديک شدن به مرکز گرداب به  1 افزايش دهيم براي قرائت هر فاصله عمودي فواصل افقي نقاط متقارن نسبت به دو طرف مرکز گرداب را ثبت مي نمائيم توصيه مي گردد حدوداً 10 قرائت براي رسم هر پروفيل انجام گيرد سرعت دوراني دستگاه را براي مدت زمان حداقل 1 دقيقه اندازه مي گيريم نتايج حاصل از اين آزمايش را در جدول مربوطه وارد مي نمائيم همچنين براي اندازه گيري هد کل مي توان مشابه حالت گرداب اجباري عمل کرده و نتايج را در جدول مربوطه وارد نمود در هنگام اندازه گيري و هد کل توسط لوله پيتوت بايستي مطمئن بود که حبابهاي هوا در لوله وجود نداشته باشد وجود حبابهاي هوا باعث ايجاد خطا در قرائت مقادير هد کل مي شود

مرکز فشار عبارت است از نقطه اي در يک صفحه که در آن کل نيروي حاصل از سيال به طور عمودي وارد مي شود تجزيه و تحليل ذيل براي شرايطي که يک صفحه به طور کامل يا قسمتي از آن غوطه ور گردد ارائه مي گردد

ميز هيدروليكي و كاربرد آن

فهرست مطالب

فصل اول  آشنايي با ميز هيدروليکي 3

فصل دوم  جريان عبوري از ونتوري متر 9

فصل سوم  جريان عبوري از اوريفيس 17

فصل چهارم برخورد جت 24

فصل پنجم  وسايل اندازه گيري شدت جريان 31

فصل ششم  جريان عبوري از سرريزها 45

فصل هفتم  افت انرژي در شبکه ها 53

فصل هشتم  جريان هاي گردابي ورتکس 68

فصل نهم  آزمايش مرکز فشار 82