Порядок выполнения работы
1. Включить насос 11.
2. Полностью открыть вентиль 14 (расход воды в этом случае максимальный).
3.
Измерить показания дифпьезометров
и занести данные в таблицу.
4. Вентилем 14 установить новый расход воды и повторить все измерения 5...6 раз.
5. Закрыть вентиль 14 и выключить насос.
По пункту 3 измеряются следующие перепады напоров, мм:
–на
диффузоре(
);
–на
конфузоре;
–на
резком расширении;
–
на
резком сужении;
–на
резком повороте;
–на
плавном повороте;
–на
диффузоре (
);
–на
прямолинейном участке;
–на диафрагме.
Обработка результатов измерения
Определяется расход жидкости, м3/с
,
где –перепад давления на диафрагме, мм.
Средняя скорость жидкости, м/с
,
где
–
площадь сечения, м2.
Число Рейнольдса для трубопровода
,
где
м2/с
кинематическая вязкость воды;
–внутренний
диаметр трубопровода, м.
Формула для определения опытных коэффициентов местных сопротивлений из уравнения 4.1 имеет вид
,
где
–скорости
на входе и выходе местного сопротивления,
м/с;
–показание
дифпьезометра, м;
–наибольшее
значение скорости (на входе или выходе
из местного сопротивления);
–скорости
на входе и выходе местного сопротивления
(для резкого расширения
;
резкого сужения
;
для диффузора
;
для конфузора
),
.
Формула для определения коэффициента гидравлического трения, полученная из уравнения 4.1, имеет вид
,
где
–показания
дифпьезометра на прямолинейном
участке трубопровода, м;
– длина прямолинейного участка, равна 1,6 м;
– внутренний диаметр–27 мм;
–
средняя
скорость жидкости, м/с;
–
эквивалентная
шероховатость 0,3 мм.
Скорость жидкости можно выразить через расход, а расход через перепад давлений на диафрагме. Тогда приведенные формулы для расчета коэффициентов гидравлического сопротивления имеют вид
скорость
–
;
число
Рейнольдса
;
коэффициент
сопротивления трения
;
коэффициент
резкого сужения
;
коэффициент
резкого расширения
;
коэффициент
диффузора
;
коэффициент
конфузора
;
коэффициент
резкого поворота
;
коэффициент
плавного поворота
.
В
зависимости от соотношения
при
; при 
<10;
при 10<
<500
при
>500
Данные
расчетов заносятся в таблицу (скорость
рассчитывается только для прямолинейного
участка). Расчетный коэффициент трения
подсчитывается по эмпирическим
зависимостям. Коэффициенты местных
сопротивлений при резком расширении и
сужении
и
определяются по формулам Карно- Борда
и сравниваются с опытными.
Содержание отчета
Отчет должен содержать название темы и цель лабораторной работы, схему установки, основные расчетные зависимости, таблицу измеренных и вычисленных величин, график зависимости опытного и расчетного коэффициентов сопротивления трения от числа Рейнольдса и выводы.
Контрольные вопросы
1. От чего зависит коэффициент сопротивления трения?
2. Что такое гидравлически гладкие трубы?
3. От чего зависит коэффициент местных сопротивлений?
4. Что такое местное сопротивление?
5. Как определяется средняя скорость в сечении?
6. От чего зависит перепад уровней в дифференциальных пьезометрах?
|
Номер опыта |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
Измеренные величины, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вычисленные величины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Протокол испытаний
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а 5