Пояснение к работе

При гидравлических расчетах коротких напорных трубопроводов для определения общих потерь энергии , на преодоление гидравлических сопротивлений при движении напорного потока необходимо вычислять местные потери напора . Местные потери напора возникают при резком изменении конфигурации граничных линий тока, уменьшении или увеличении живых сечений вдоль потока, которые создаются фасонными частями, арматурой и другим оборудованием трубопроводной сети. Они вызывают изменение величины и направление скорости (пульсацию) при движении жидкости на этих его участках.

Потери напора в местных сопротивлениях определяют по формуле Вейсбаха

,

где - средняя скорость в сечении, расположенном ниже по течению за данным сопротивлением;

- коэффициент местного сопротивления;

- ускорение свободного падения.

Значение коэффициента местного сопротивления в расчетной практике назначают в зависимости от вида сопротивления по справочным данным, а в случае внезапного расширения или сужения трубопровода - по формулам.

При выполнении лабораторной работы на установке изучают три вида местных сопротивлений: вентильный кран, внезапное сужение трубопровода и внезапное расширение трубопровода.

Опытное значение соответствующих коэффициентов местных сопротивлений , , вычисляют из формулы Вейсбаха

.

Для определения опытным путем местных потерь напора используют уравнение Бернулли, составляемое для двух сечений 1–1 и 2–2, назначаемых перед и после местного сопротивления, относительно плоскости сравнения 0–0 взятой по оси трубы установки.

,

откуда

.

По полученным формулам вычисляют потери напора для каждого местного сопротивления, имея ввиду, что показание пьезометра соответствует в уравнении Бернулли величине в общем случае равной

.

При сопоставлении опытных коэффициентов местных сопротивлений со справочными, аналитическому вычислению подлежат коэффициенты местных сопротивлений на внезапное сужения , и на внезапное расширение , найденные по формулам

; .

Справочный коэффициент местного сопротивления крана .

Порядок выполнения

Экспериментальная часть

1. Заполняют бак постоянного напора, открывая задвижку (см. рис. 4.1).

2. Задают опытный расход, регулируя открытие крана.

3. Проводят измерение расхода объемным способом, одновременно записывают в таблицу 5.1 показание пьезометров. Измерения производят повторно для повышения их точности.

4. Записывают постоянные установки.

Обработка опытных данных

Производят промежуточные вычисления:

1. Вычисляют расход.

2. Вычисляют скорость движения воды для каждого сечения трубопровода и соответствующий им скоростной напор.

3. По формулам, полученным на основании уравнения Бернулли, вычисляют потери напора для каждого местного сопротивления

, . Промежуточные вычисления вносят в таблицу 5.2.

Вычисляют значения опытных коэффициентов местных сопротивлений, используя выражение , которые сводят в таблицу 5.3. В этой же таблице приводят справочные значения коэффициентов местных сопротивлений.

Таблица 5.1 – Опытные данные

,дм3	,сек	Показания пьезометров, дм

;

Таблица 5.2 – Определение потерь напора

, дм3/ сек	, дм/ сек	, дм/ сек			Потери напора, дм

Таблица 5.3 – Определение коэффициентов местных гидравлических сопротивлений

оп	спр	оп	спр	оп	спр