3) Проведение испытаний по определению коэффициента местного сопротивления внезапного расширения εвр

– открыть вентиль В13 (см. рисунок 1.9) и подключить исследуемый трубопровод IV к насосу;

– открыть вентили В14, В15, В16 и В17 (все остальные вентили на стенде должны быть закрыты);

– включить питание стенда и насосную установку (дать возможность насосной установке поработать в течение 3…5 минут);

– снять показания с четырех датчиков давления Д₁ (р₁₄, сеч. 14–14), Д₂ (р₁₅, сеч. 15–15), Д₃ (р₁₆, сеч. 16–16), Д₄ (р₁₇, сеч. 17–17);

– измерить время τ прохождения через расходомер объема воды V (принять V = 10^–2 м³ (10 дм³));

– измерить температуру воды Т.

Результаты измерений занести в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 – Результаты исследований по определению ε_вр внезапного расширения

Измеряемые параметры		Обозначение	Размерность	Численное значение
Давления:	сеч. 14–14	р14	кПа
	сеч. 15–15	р15	кПа
	сеч. 16–16	р16	кПа
	сеч. 17–17	р17	кПа
Время прохождения через расходомер объема Wж (10–2 м3)		t	с
Температура воды		Т	ºС
Вычисляемые параметры
Расход		Q	м3/с
Средняя скорость:	сеч. 14–14	u14	м/с
	сеч. 15–15	u15	м/с
	сеч. 16–16	u16	м/с
	сеч. 17–17	u17	м/с
Число Рейнольдса	сеч. 14–14	Re14	–
	сеч. 15–15	Re15	–
	сеч. 16–16	Re16	–
	сеч. 17–17	Re17	–
Коэффициент Кориолиса	сеч. 14–14	α14	–
	сеч. 15–15	α15	–
	сеч. 16–16	α16	–
	сеч. 17–17	α17	–
Скоростные напоры:	сеч. 14–14	α14u142/2g	м
	сеч. 15–15	α15u152/2g	м
	сеч. 16–16	α16u162/2g	м
	сеч. 17–17	α17u172/2g	м
Пьезометрические напоры:	сеч. 14–14		м
	сеч. 15–15		м
	сеч. 16–16		м
	сеч. 17–17		м
Гидравлические уклоны		i1	–
		i2
Потери напора в местном сопротивлении (колене)			м
Коэффициент местного сопротивления экспериментальный		εврэксп	–
Коэффициент местного сопротивления расчётный		εвррасч

Обработка результатов

Для исключения ошибок все численные значения параметров необходимо в формулы подставлять в системе СИ.

Расход воды, проходящий через исследуемый трубопровод,

Q = Q_v= V/τ

Средняя скорость жидкости в трубопроводе

u = Q/S_i ,

где S_i – площадь i-го сечения трубопровода.

При исследованиях трубопровода, содержащего колено (поворот на 90º), следует иметь в виду, что диаметры во всех сечениях одинаковы, а это значит, что будут одинаковыми и средние скорости (u₂₌ u_{3 =} u₄ ), и числа Рейнольдса Re, и коэффициенты Кориолиса α, и скоростные напоры.

Число Рейнольдса в i-м сечении:

Re = ρ · u_i · d_i / η = u_i · d_i /χ,

где d_i – диаметр i-го сечения;

χ – кинематическая вязкость воды при температуре Т (можно определить, используя табл. в работе № 1, или справочные пособия ).

Коэффициент Кориолиса: при Re > 2320 α = 1, а при Re < 2320 α = 2.

При исследованиях трубопроводов III и IV, содержащих ВС и ВР, следует иметь в виду, что эти трубопроводы имеют два характерных диаметра. На этих диаметрах будут различными скорости, числа Рейнольдса, коэффициенты Кориолиса и скоростные напоры.

При исследованиях трубопровода (содержит колено) в таблице 3.1 присутствуют геометрические напоры_. При определении геометрических напоров предлагается считать, что плоскость сравнения совпадает с сечением 4–4.

В таблицах 3.2 и 3.3 геометрические напоры отсутствуют, поскольку трубопроводы III и IV расположены горизонтально.

Гидравлические уклоны, потери напора в местных сопротивлениях и коэффициенты местных сопротивлений необходимо вычислять по формулам (3-9) – (3-20).

После определения ε_к, ε_вс и ε_вр полученные численные значения этих коэффициентов необходимо сравнить со справочными значениями.