1. Анализ сопротивлений трения

При работе установки вода насосом подается в исследуемый трубопровод (4), внутренний диаметр которого d₁=8 мм. Длина трубопровода равна 820 мм, это исключает возможность влияния различных местных особенностей (нарушение формы, размеров).

Перед началом работы необходимо ознакомиться с данным методиче­ским указанием и проверить исправность установки (рис. 2.2).

1.1 Открыть кран слива (7) и, открывая кран (1), установить максимальное значение расхода жидкости по показанию счетчика воды (6).

1.2. Записать, в протокол испытаний реализованные значения расхода воды Q и высоту столба жидкости по манометрам h₁ и h₂.

1.3. Закрыть кран (1).

1.4. Выполнить действия по п.п. 1.1-1.3 последовательно для пяти значений рас­хода в области ламинарного течения и пяти значений расхода в области турбулентного течения. Показания манометров и счетчика воды за­писать в протокол испытаний соответственно для ламинарного и турбулент­ного режимов течения.

1.5. Вычислить экспериментальные значения коэффи­циента гидравлического сопротивления _э по экспериментальным данным для всех реализованных значений параметров (10 вычисле­ний).

Использовать для этого формулы:

(2.5)

(2.6)

6. Вычислить расчетные значения коэффициента гидравлического сопротивления по формулам

при 2320<Re< 210⁵ ; (2.7)

; при Re < 2320; (2.8)

. (2.9)

7. Разделить область ламинарного и турбулентного режимов течения жидкости и отдельно для каждой из них найти среднее значение коэффициен­тов гидравлического сопротивления, определенных по экспериментальным и расчетным данным (_э, _р). Для этого использовать программу статистической обработки данных на ПЭВМ.

8. Вычислить по программе «statzna.raz» статистическую значимость различий экспериментальных и расчетных значений величин _э и _р для обеих областей течения жидкости. Занести все результаты оценок в табл. 2.3.

Р

2

2

1

1

2

2

ис. 2.2. Схема экспериментальной установки

2. Изучение местных сопротивлений

При работе установки вода насосом подается в исследуемый трубопровод (5) переменного сечения (d₁=8 мм; d₂=16 мм). Такая конфигурация трубопровода приводит к образованию местных сопротивлений. Расход, пройденной через трубопровод жидкости, определяется показанием счетчика.

Перед началом работы необходимо ознакомиться с данным методиче­ским указанием и проверить исправность установки.

2.1. Открыть кран слива (7) и, открывая кран (1), установить такое значение расхода жидкости (6), при котором образуется турбулентный режим движения.

При ламинарном режиме движения жидкости местные сопротивления играют малую роль, по сравнению с сопротивлениями трения, и ими можно пренебречь.

2.2. Расход жидкости определить по показанию счетчика (6) и записать соответствующие измерения в протокол испытаний.

2.3. Закрыть кран (1).

2.4. Выполнить действия по п.п. 1-3 последовательно для пяти значений рас­хода в области турбулентного течения. Показания манометров и счетчика воды за­писать в протокол испытаний.

2.5. Вычислить экспериментальные значения коэффи­циента местного сопротивления в области внезапного сужения и внезапного расширения трубопровода по формулам:

(2.10)

где V – значение скорости течения жидкости.

Скорость для области внезапного расширения в сечении 1 – 1 и для области внезапного сужения в сечении 2 – 2 находим по формуле:

(2.11)

2.6. Вычислить расчетные значения коэффициента местного сопротивления в области внезапного расширения и внезапного сужения трубопровода по формулам:

(2.12)

(2.13)

где S₁ и S₂ – площади соответствующих сечений трубопровода.

Таблица 2.3

Результаты измерений

Параметр

Единицы измерения

Способ определения

Результаты измерений

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Расход воды, Q

л/мин

измерение

м3/с

измерение

Показания пьезометров

h1

мм.вод.ст

измерение

h2

мм.вод.ст

измерение

Потери напора, h

мм.вод.ст

h=h2-h1

Скорость течения, V

м/с

Коэффициент гидравлического сопротивления (экспериментальный), lэ

б/р

Критерий Рейнольдса

б/р

Коэффициент гидравлического сопротивления (расчетный), lр

б/р

Статистическая значимость различий средних значений lр и lэ

б/р

На ПЭВМ

2.7. Вычислить по программе «statzna.raz» статистическую значимость различий экспериментальных и расчетных значений величин и . Занести все результаты оценок в табл. 2.4.

Таблица 2.4