Описание лабораторной установки

Гидравлическая схема установки приведена на рисунке 1.4.

Жидкость из водопровода подается в напорный бак 1, где поддерживается постоянный уровень с помощью переливной трубки 2. Самотеком жидкость из напорного бачка подается в стеклянную трубку 3. Скорость жидкости регулируется вентилем 4, а расход ее замеряется с помощью ротаметра 5. Из емкости 6 в стеклянную трубку подается краситель, расход которого регулируется вентилем 7. Отработанная жидкость сливается в канализацию 8.

Расстояние от верхнего уровня жидкости в напорном баке до места ввода жидкости в стеклянную трубку – 1,9 м.

Диаметр стеклянной трубки = 20  1 мм.

Методика проведения работы

При закрытом вентиле 4 заполнить напорный бак водой.

Постепенно открывая вентиль 4, пустить воду в стеклянную трубку 3, следя за тем, чтобы уровень воды в напорном баке был постоянным.

4. 1.4 – Гидравлическая схема установки

Установить с помощью вентиля 4 минимальный расход воды, заданный преподавателем.

С помощью вентиля 7 отрегулировать тонкую прямую струйку красителя в стеклянной трубке 3 (ламинарный режим). Зафиксировать показания ротаметра.

Увеличивая расход воды в стеклянной трубке с помощью вентиля 4, добиться искривления струйки красителя в стеклянной трубке 3 (переходный режим). Снова зафиксировать показания ротаметра. Отметить расход воды, при котором происходит переход от ламинарного режима к переходному.

При дальнейшем увеличении расхода воды добиться полного размыва струйки красителя в стеклянной трубке (турбулентный режим). Отметить при этом показания ротаметра.

Обработка опытных данных

После проведения эксперимента производят обработку полученных результатов.

1. Среднюю скорость жидкости в стеклянной трубке рассчитывают из уравнения расхода по показаниям ротаметра (расходомера):

,

где  – средняя скорость жидости, м/с; V – расход жидкости, м³/с;  – внутренний диаметр стеклянной трубки, d = 20 мм.

2. Критерий Рейнольдса рассчитывают по формуле (1.5).

3. Скорость движения жидкости по оси стеклянной трубки (максимальную скорость) при ламинарном режиме рассчитывают по зависимости (1.6).

4. Критическую скорость движения жидкости определяют из выражения

,

где  – скорость жидкости в стеклянной трубке, соответствую­щая ее расходу, при котором начинается искрив­ление струйки красителя, м/с.

5. Приняв общий напор , рассчитать потерянный напор как разность между общим и скоростным напорами.

Полный напор принять равным = 1,9 м.

6. Определить долю потерянного напора от общего.

7. Построить график зависимости потерянного напора от скорости жидкости в стеклянной трубке:

.

8. Опытные и рассчитанные величины свести в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 – Опытные и рассчитанные величины

Деления ротаметра	Расход жидкости V, м3/с	, м/с	Re	Режимы потока	Осевая скорость, м/с	Динамичес­кий напор, м	Потерянный напор, м	Доля потерянного напора