3486

11

максимальное давление 0,6 МПа. Применение смывных кранов исключает необходимость установки смывных бачков.

Из регулирующей арматуры в системах внутренних водопроводов наиболее часто применяются обратные клапаны и шаровые или поплавковые. Обратные клапаны устанавливаются на участках системы, по которым необходимо обеспечить движение воды только в одном направлении. Конструктивно обратные клапаны .подразделяются на подъемные и поворотные (называемые иногда «захлопка»). В системах внутреннего водопровода применяются преимущественно подъемные обратные клапаны, рассчитанные на рабочее давление до 1,6 МПа. Изготавливают клапаны из латуни, бронзы или серого чугуна двух видов: вертикальные и горизонтальные. Устройство корпуса и золотника похоже на устройство вентилей. Клапаны выпускаются диаметром от 15 мм и выше.

Поплавковые клапаны устанавливаются в открытых резервуарах, баках и смывных бачках систем внутреннего водопровода и предназначаются для автоматического поддержания уровня воды на заданной отметке. Они состоят из корпуса, клапана, стального рычага и полого поплавка. Поплавковые клапаны смывных бачков позволяют заполнять их водой в течение 2 мин после опорожнения при давления в водопроводной сети от 0,05 до 1 МПа и герметически закрываются после заполнения бачка.

Смесительная арматура применяется в системах внутреннего водопровода при наличии в здании как холодного, так и горячего водоснабжения, а потому и рассмотрение ее относим к разделу горячего водоснабжения.

РАБОТА 2

ИСПЫТАНИЕ ВОДОМЕРА. ТИПЫ ВОДОМЕРОВ

Водомеры служат для учета количества расходуемой воды и по принципу действия подразделяются на три .категории: объемные, скоростные и водомеры с сужающими устройствами, которые иногда называют водомерами сопротивле-

12

ния.

Вобъемных водомерах вода проходит через камеру определенного объема. Число заполнений и опорожнений камеры передается на счетный механизм, который фиксирует суммарный объем воды, поступающей из уличной сети в систему внутреннего водопровода. Достоинствами объемных водомеров являются: высокая чувствительность и высокая степень точности показаний. Из-за ряда недостатков конструктивного характера в России объемные водомеры не применяются. За рубежом выпускаются и успешно конкурируют со скоростными водомерами дисковые водомеры, как наиболее совершенная конструкция объемных водомеров.

Врабочей камере дискового водомера на шаровом шар-пире помещается эбонитовый диск, совершающий колебательно-вращательные движения, передающиеся на счетный механизм. Вода поступает в нижнуюю часть корпуса и, прой дя через рабочую камеру, выходит в верхнюю часть корпуса, вытееняясь в выходной патрубок. Дисковые водомеры работают бесшумно. Чувствительность дисковых водомеров в 3,75 ч-6,25 раза больше, чем у крыльчатых, а точность

показаний дисковых водомеров выше в 2—4,3 раза, по они тяжелее крыльчатых и дороже.

Калибр дисковых водомеров изменяется от 10 до 150 мм. Калибром водомера называется диаметр входного патрубка, выраженный в миллиметрах.

Наиболее широкое применение в системах внутренних водопроводов в России получили скоростные водомеры. Рабочим органом скоростных водомеров является вертушка, помещаемая в поток воды, протекающей через водомер. Чем больше скорость движения воды через водомер, тем большее число оборотов будет совершать вертушка. Количество оборотов вертушки фиксируется счетным механизмом водомера и переводится в объемные единицы измерения количества 'проходящей воды. В зависимости от конструкции вертушки скоростные водомеры делятся на крыльчатые и турбинные. У крыльчатых водомеров, выпускаемых калибром от 15 до 40 мм, вертушка имеет плоские 'крылья и вер-

13

тикально расположенную ось. В турбинных водомерах лопатки вертушки изогнуты по специальному профилю, и ось ее расположена горизонтально. Турбинные водомеры выпускаются калибром от 50 до 200 мм. Если циферблат и счетный механизм скоростного водомера находятся в воде, то такой водомер называется мокроходом, а если циферблат и счетный механизм изолированы от воды и работают в воздушной среде, то — сухоходом. Водомеры-мокроходы по'конструкции проще и более чувствительны, но при эксплуатации у них быстро срабатываются шестерни механизма. Это служит препятствием их широкому применению. Чаще применяются водо-меры-сухоходы, хотя их конструкция и более сложная, а чувствительность ниже, чем у водомеров-мокроходов.

Крыльчатые водомеры подразделяются на одноструйные и многоструйные. В одноструйных водомерах вода на лопатки крыльчатки поступает тангенциально одной струей, вызывая неравномерный износ осей и подшипников, но одновременно повышает чувствительность водомеров. В многоструйных водомерах вода поступает на лопатки равномерно несколькими струями. Это несколько снижает чувствительность водомера, но обеспечивает равномерный износ осей и подшинников крыльчатки. Пропускная способность и диапазон применения скоростных водомеров определяются калибром К, величиной характерного расхода Qx, порогом чувствительности Q,,, минимальным и максимальным расходами, а также рядом других показателей.

За характерный расход водомера .принимается количество воды, при прохождении которого через водомер потеря напора составляет 10 м .вод. ст.

Порог чувствительности водомера — наименьший расход воды, при котором счетчик начинает давать непрерывные показания независимости от центра погрешности.

За минимальный расход принимается наименьший расход, при котором счетчик имеет погрешность ±5 % и ниже которого погрешность не нормируют.

Максимальный расход —> наибольший расход, при котором водомер может работать кратковременно не более 1 ч в сутки.

14

Все вышеназванные расходы определяются экспериментально и выражаются в м3/чае. Технические характеристики скоростных водомеров приводятся в справочной литературе.

РАБОТА НА УСТАНОВКЕ

Установка для испытания водомеров называется водомерным столом. Водомерный стол служит для определения характерного расхода, порога чувствительности и минимального расхода водомера. Водомерный стол для выполнения работы представляет собой (рис. 1) металлический каркас И высотой 70— 80 см, на котором крепятся: подводящий к. водомеру 7 и отводящий воду патрубки, испытуемый водомер и корыто 9 для сбора и -отведения воды, вытекающей из неплотностей соединений. Патрубок 7, подающий воду к водомеру, может перемещаться вдоль оси с помощью специального винта, приводимого во вращение маховиком Я. Отводящий патрубок переходит в вертикальный стояк, заканчивающийся над мерным баком. На стояке установлен пробковый кран 3, которым можно изменять количество воды, пропускаемое через водомер. Для этой же цели на конце отводящей трубы, над баком, имеются калиброванные наконечники 2.

15

Перед и за водомером установлены манометры 6 и 5 для из мерения величины потери напора воды. Правильность пока* зания водомера контролируется параллельным замером объемным методом количества воды, прошедшей через водомер, для чего служит мерный бак 1 емкостью около 500 л, снабженный водомерным стеклом 4 и спускным клапаном 10.

Работа на водомерном столе выполняется двумя студентами, один из которых следит за показаниями на циферблате водомера и регулирует подачу воды, а второй с секундомером производит замер количества воды, изливающегося в мерный бак, и подает команды для снятия начального и конечного отсчетов по водомеру. Перед началом испытания должны быть выявлены и записаны: тип водомера, его калибр и номер. Работа выполняется в следующем порядке. 1. Определение характерного расхода водомера

Первый студент работает у водомера, а второй — у мерного бака. После подачи воды на водомер первый студент при помощи пробкового крана или калиброванных насадок устанавливает такой расход воды через водомер, чтобы разница в показаниях манометра, стоящего перед водомером, и манометра, стоящего за водомером, составляла 10 м вод. ст. После установления указанного перепада давлений второй студент делает первый отсчет Qi6, одновременно включает секундомер и дает команду первому студенту произвести начальный отсчет по циферблату водомера Q\a. Затем оба выжидают некоторое время t, пока через водомер пройдет 40— 50 л воды, и второй студент делает новый отсчет Q36 по водомерному стеклу, останавливает секундомер, подавая одновременно команду первому студенту снять второй отсчет Q2° по водомеру. Разница между вторым и первым отсчетами соответственно дает количество воды, прошедшей через водомер по показаниям водомера QB =С?2В—<2 Г\ и по баку

QQ =

16

= Q26—'Qi 6- Разделив найденные величиныQBH Qe на время истечения воды, находят величину характерного расхода испытываемого водомера по отсчету и по водомерному стеклу бака. Характерный расход должен быть выражен в кубических метрах в час, причем величина характерного расхода, вычисленная по отсчетам с циферблата водомера и по отсчетам с водомерного стекла, будет различной из-за погрешности показаний водомера. Истинная величина характерного расхода соответствует расходу, найденному по показаниям водомерного стекла, и если разница в величине характерного расхода, определенного по отсчетам и водомеру, будет отличаться от величины характерного расхода, вычисленного по объемному методу более чем на ±2.%, то это будет указывать на неточность водомера. Такой водомер требует ремонта.

Если по каким-либо причинам не удастся получить величину перепада давления до и после водомера в 10 м вод. ст., тогда можно этот перепад уменьшить до 2,5 м вод. ст., а в остальном выполнять работу в порядке, описанном выше. Но следует иметь в виду, что в данном случае мы получим половину характерного расхода, так как потери напора в водомере пропорциональны величине расхода в квадрате. Для перехода к характерному расходу полученный результат надлежит удвоить.

Определение Qx следует произвести последовательно 3—5 раз и конечный результат выразить как среднеарифметическую величину.

2. Определение порога чувствительности водомера Первый студент закрывает пробковый кран на стояке, прекращая движение

воды через водомер. Затем очень плавно и медленно начинает приоткрывать кран, наблюдая одновременно за большой стрелкой водомера, и открывает его до тех пор, пока большая стрелка водомера тронется с места и начнет двигаться по делениям. При этом нужно добиться движения стрелки при минимальном расходе. После начала движения большой стрелки водомера второй сту-

17

дент включает секундомер, засекает начальный уровень воды в мерном баке, а первый студент одновременно снимает отсчет с водомера. Через несколько минут производятся вторые отсчеты и вычисляется расход воды, соответствующий порогу чувствительности водомера. Следует сделать не менее 3—5 определений и принять за конечный результат

среднеарифметическую величину.

!■ 3. Определение минимального расхода водомера Установить минимальный расход водомера экспериментальным путем затруд-

нительно, так как для этого потребуется много времени. Поэтому для его нахождения следует сочетать эксперимент с графоаналитическим вычислением. Экс» периментально находят 5—6 точек, по которым строится график точности показаний водомера. Построение графика ведется в координатах, в которых по оси абсцисс откладываются расходы воды в м3/час, а по оси ординат — величина погрешности показаний водомера в процентах. Погрешность может быть как положительной, так и отрицательной. Поэтому ось координат должна иметь как положительную, так и отрицательную шкалы. Положительные величины погрешностей откладываются вверх по оси абсцисс, отрицательные — вниз. По полученным точкам строят кривую, и по пен паходят величину расхода, начиная с которого водомер дает показания с точностью ±5,%. Нахождение точек производится следующим образом:

Первый студент устанавливает небольшой расход воды через водомер путем соответствующего открытия пробкового крана. По команде второго студента снимаются отсчеты по водомеру Qi" и по водомерному стеклу мерного бака — Qi6> спустя некоторое время / производятся вторые отсчеты по водомеру и по водомерному стеклу бака соответственно Qs" и

Q26- "

Вычисляют расходы воды: зафиксированный водомером и

18

фактически поступивший в бак Q' = Q>"—Qi B и Qf,= Q26—^i > которые должны быть выражены в м3/час. Затем вычисляется величина погрешности показаний водомера Р при данном расходе по формуле:

Таким образом находят 5—6 точек, которые затем переносятся в систему координат, и по ним строится кривая погрешностей.

Графоэкспериментальным способом можно определить и величину характерного расхода. Для этого, при нахождении точек кривой погрешностей показаний водомера, дополнительно фиксируется величина потерь напора и строится график потерь напора в водомере. По оси абсцисс откладывают величины расхода, а по оси ординат — потери напора. Расход, соответствующий потере напора в 10 м вод. ст., является характерным.

Результаты измерений рекомендуется вносить в таблицу прилагаемого образца (ведомость).

■В отчете должен быть представлен график погрешности водомера и график потерь напора в водомере. Для построения графика погрешностей могут быть использованы данные по определения Qx и Q4, что даст две дополнительные точки. Кроме того, должен быть составлен эскиз водомерного стола.

РАБОТА 3.

ТАРИРОВАНИЕ ВОДОМЕРА ВЕНТУРИ. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ВОДОМЕРА ВЕНТУРИ

Водомер Вентури относится к водомерам с сужающими устройствами. Изобретен он в 1887 году в Нью-Йорке инженером Клементсом Гершелем, который дал своему изобретению это название в память итальянского ученого Вентури.

Водомер Вентури обладает рядом преимуществ перед скоростными водоме-

19

рами: во-первых-, им можно замерять значительно большие* количества жидкостей, чем скоростными или объемными водомерами; во-вторых, не имеет движущихся и, следовательно, истирающихся деталей; в-третьих, может беспрепятственно работать на загрязненных водах, включая и сточные воды.

В Советском Союзе водомеры Вентури выпускаются промышленностью для трубопроводов диаметром от. 200 до 1400 мм. Существенным недостатком их являются значительные размеры и некоторые трудности, возникающие при изготовлении переходов с большего диаметра на сужение. Вместо труб Вентури в последнее время чаще применяются сопла Вентури, которые обладают значительно меньшими размерами, но удобны и надежны в эксплуатации, как и трубы Вентури.

Действие водомера Вентури основано на законе Д. Бернулли о постоянстве суммы гидростатического "Ст—— и динамического hma—~— напоров. Здесь р — статический напор, т —i удельный вес воды, v — скорость движения воды. Для идеальной жидкости сумма статического и динамического напоров в любом сечении потока остается постоянной, хотя величины hCT и ктя изменяются. При этом, если возрастает скорость движения воды, что имеет место при уменьшении поперечного сечения потока воды при постоянном расходе, то увеличивается значение /гД1ш и соответственно уменьшается величина Аст, и наоборот, если скорость движения воды уменьшается. Допустим, что имеется два сечения потока W\ и w2, причем w2<wt. Тогда при Q=const соответственно получим 1*а>,Рь и для этих сечений, применительно к идеальной жидкости уравнение Д. Бернулли примет вид:

Pi 1 ?f ,= p* I ,v^

У2<7 у ' Ли

ешая уравнение (1) относительно разницы статических, или, как их чаще называют, пьезометрических напоров в первом и во втором сечениях, получаем

20

_ Р\ hx— h-i

022— V\'

У

Q

Полагая h\-^-ho — H и заменяя скорости частным -^-, нахо- w

дим

Решая уравнение (2) относительно расхода, получаем для идеальной жидкости:

Q=|/

Wi2 W22

2 -У29Я.

Wi2— Ш2

(3)Поскольку на .практике мы имеем дело с реальной, а не с идеальной жидкостью, то в водомере возникают дополнительные потери напора за счет сил трения и несовершенства конструкции водомера. Возникающие дополнительные потери напора о'бычно не превышают 15 процентов от величины перепада напора в водомере и учитываются соответствующим коэффициентом К, вводимым сомножителем в уравнение (3), которое можно представить в следующем виде:

2 w22

-а>2 '

1 Wi2—

для любого данного водомера является величиной постоянной, так как