9.3 Обработка результатов измерений

Построение графиков и определение средней скорости

По данным табл. 9.1 строятся графики зависимостей и . Пример этих графиков представлен на рис. 9.3.

Рис. 9.3. Графики зависимостей и

По графику находится средняя скорость течения из условия равенства площади прямоугольника АОСВ и площади криволинейной фигуры АОC^/В^/ (следовательно, заштрихованные площади равны, см. рис. 9.3).

Вычисление средней скорости по измеренному перепаду напора:

, , ,

где С — коэффициент Шези;

— потери напора в воздуховоде;

— длина рабочего участка трубы;

— коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси).

Так как на экспериментальном стенде в качестве рабочей среды используется воздух, то для определения потерь наблюдаемый перепад по дифманометру в м вод. ст. необходимо пересчитать в м возд. ст.:

.

Все вычисления сводятся в табл. 9.2.

Таблица 9.2

ω, м2	, м	R, м	Δh, м вод. ст	Δh, м возд. ст.	i	δ, %	, м/с	, м/с	Rе

Значения постоянных, необходимых для расчета:

=0,016, =1,20 кг/м³

d=0,07 м, l=6,3 м, =0,151 см²/с.

Вычисление коррективов кинетической энергии и количества движения. Напомним, что данные коррективы учитывают влияние неравномерности распределения скорости в живом сечении и определяются по следующим зависимостям:

, .

Для нахождения этих коэффициентов интегральную сумму заменяем конечной суммой, состоящей из десяти членов, в соответствии с принятым числом концентрических площадей, образующих полную площадь сечения трубы. Осуществляя соответствующие преобразования, получаем:

, ,

где — порядковый номер концентрической площади (n=1÷10);

— среднее значение осредненной скорости на концентрической площади.

определяется графическим путем (рис. 9.4). Отдельно строится график эпюры осредненных скоростей . Отрезок оси y, соответствующий радиусу трубы, т. е. от 0 до 35 мм, делится на 10 равных частей, что позволяет провести 10 равных по ширине горизонтальных полосок в пределах кривой .

Каждая полоска будет соответствовать своей концентрической площади. Соответственно и отрезок кривой , расположенный в n-й полоске, будет графиком осредненных скоростей в n-й концентрической площади (рис. 9.4). Среднее значение для каждой полоски снимается с графика и заносится в табл. 9.3. Для примера эта операция показана на рис. 9.4 для 2-й и 4-й полосок (концентрических площадей).

Рис. 9.4. Определение средних значений по эпюре осредненных скоростей

Значения коррективов α и α₀ для развитого турбулентного потока находятся в пределах:

, .

Погрешности измерений оцениваются по нижеперечисленным зависимостям:

, .