Экспериментальная установка
Схема установки приведена на рис. 3.1. Вода из напорного бака 1 проходит последовательно через входной вентиль 2, магистральный трубопровод 3, участки трубопровода с резким 4 и плавным 5 поворотами, резким расширением 6 и резким сужением 7, диафрагму 8 и сливается в бак 10. Расход воды регулируется вентилем 9 и определяется по перепаду давления на диафрагме 8 с помощью тарировочного графика. Уровень в баке 1 поддерживается постоянным с помощью насоса 11.
Рис. 3.1. Схема экспериментальной установки.
Длина магистрального участка трубопровода l = 1,7 м; длина d = 1,610-2 м; плотность воды - 1000 кг/м3
Пьезометрический напор в жидкости на различных участках трубопровода определяется по показаниям пьезометрических трубок h1 - h10, выведенных на общий щит и установленных на исследуемых участках трубопровода.
Порядок выполнения работы
1. Включить насос 11 и заполнить напорный бак 1.
Открыть вентиль 2 полностью и с помощью вентиля 9 установить заданное значение расхода воды. Величина расхода определяется по разности h9,10 показаний пьезометров h9 и h10 (h9,10 = h9 - h10) и тарировочному графику.
При данном значении расхода снять показания всех пьезометров, данные занести в табл. 3.1.
Изменить расход жидкости и при каждом значении расхода снять показания всех пьезометров, данные занести в табл. 3.1.
После выполнения работы закрыть вентили 2 и 9 и отключить насос.
Т а б л и ц а 3.1
№ опыта |
Показания пьезометров |
|||||||||
h1, мм |
h2, мм |
h3, мм |
h4, мм |
h5, мм |
h6, мм |
h7, мм |
h8, мм |
h9, мм |
h10, мм |
|
1 2 ... 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обработка экспериментальных данных
Определить потери напора на отдельных участках трубопровода, например, h1,2 = h1 - h2. Данные занести в табл. 3.2.
По перепаду напора на диаграмме h9,10 = h9 - h10 с помощью тарировочной кривой определить расход воды для всех 7 опытов. Данные занести в табл. 3.2.
Определить среднюю скорость воды в трубопроводе V = 4Q/d2.
Для каждого значения скорости потока вычислить потери напора по длине h2,3 = h2 - h3 и на отдельных участках трубопровода (местных сопротивлениях) в соответствии с табл. 3.2.
Мощность, затрачиваемая на преодоление каждого из гидравлических сопротивлений определяется по формуле
.Провести сравнительный анализ потерь энергии на каждом из участков сложного трубопровода. Обратить внимание на влияние скорости течения на потери энергии.
Т а б л и ц а 3.2
№ опыта
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Расход, м3/с
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средняя скорость, м/с
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Входной вентиль |
h1,2, м |
|
|
|
|
|
|
|
N1,2, Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
Магистраль-ный трубопровод |
h2,3, м |
|
|
|
|
|
|
|
N2,3, Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
Резкий поворот на 90о |
h3,4, м |
|
|
|
|
|
|
|
N3,4, Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
Плавный поворот на 90о |
h4,5, м |
|
|
|
|
|
|
|
N4,5, Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
Резкое расширение |
h6,7, м |
|
|
|
|
|
|
|
N6,7, Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
Резкое сужение |
h7,8, м |
|
|
|
|
|
|
|
N7,8, Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
Диафрагма |
h9,10, м |
|
|
|
|
|
|
|
N9,10, Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
Приложение
1. Резкое расширение
Резкое сужение
S1/S2
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0,4
0,3
0,2
0,1
0
Вход в трубу
=
0,5 при острых кромках;
=
0,2 при закругленных кромках;
=
0,05 при плавном входе
Резкий поворот трубы
,
град.
30
40
50
60
70
80
90
0,2
0,3
0,4
0,5
0,7
0,9
1,1
Окончание приложения
Плавный поворот трубы
d/2R
0,1
0,3
0,5
0,7
0,9
1,0
0,13
0,16
0,29
0,66
1,41
1,98
6. Диафрагма внутри трубы
S1/S2
0,3
0,4
0,5
0,7
0,9
10,4
8,2
4,0
0,97
0,13
Вентиль
При
полном открытии
= 35,5
Задвижка (простая)
h/d
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
35
4,6
0,98
0,17
0
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 4