Выполнение лабораторной работы

Лабораторная установка (рис. 3) предназначена для изучения процессов истечения жидкости в атмосферу. Она представляет собой стальной резервуар 1 с вертикальными стенками, имеющий в плане прямоугольную форму. В одной из стенок имеется устройство 2 для установки внешнего цилиндрического насадка. Специальный затвор, который на рис. 3 не показан, позволяет закрывать и открывать отверстие насадка. Вода в установке циркулирует по замкнутому контуру при помощи насоса 3 и напорного трубопровода 4. Постоянный напор в резервуаре Н поддерживается сливной трубой 5, из которой вода стекает в систему нижних резервуаров. Для измерения напора Н установлен стеклянный пьезометр 7, снабженный измерительной шкалой. Струя воды, вытекающая из насадка, падает в бак 6.

Для определения расхода воды, вытекающей из внешнего цилиндрического насадка, используется ведро 9, которое наполняется с помощью переносной гибкой трубы 8. Время наполнения ведра замеряется с помощью секундомера. Масса воды в ведре измеряется с помощью весов 10, после чего пересчитывается в объём.

Величина вакуума в насадке определяется вакуумметром 11.

Рис. 3. Схема установки для изучения работы внешнего цилиндрического насадка.

Порядок выполнения лабораторной работы

1. Установка заранее наполняется водой.

2. Включается насос 3, о наполнении резервуара 1 свидетельствует вытекание воды из сливной трубы 5.

3. В устройство 2 вставляется фланец с круглоцилиндрическим внешним насадком, имеющим внутренний диаметр d = 2 см.

4. Открывается затвор, через который вода поступает в насадок, и начинается истечение. При этом насадок должен работать полным сечением. Если этого не наблюдается, следует закрыть затвор и вновь открыть его резким движением рычага.

5. Измеряется напор Н по шкале пьезометра

6. К насадку присоединяется вакуумметр, измеряется вакуумметрическая высота h_вак по шкале вакуумметра.

7. На весах 10 определяется масса М₀ пустого ведра 9.

8. Струя направляется в ведро 9 с помощью трубы 8. Одновременно включается секундомер. После достаточного наполнения ведра труба убирается и одновременно выключается секундомер.

9. Закрывается затвор, через который вода поступает к отверстию.

10. Определяется масса М ведра с водой на весах 10.

11. Закрывается затвор, через который вода поступает в насадок.

12. Результаты всех измерений записываются в табл. 1.

Обработка результатов измерений

1. Определить объём воды в ведре 9:

(7)

где М₀ – масса пустого ведра;

М – масса ведра с водой;

ρ =1000 кг/м³ – плотность воды.

2. Определить расход

где t – время наполнения бака, измеренное секундомером.

3. Определить коэффициент расхода из формулы (2):

(8)

4. Определить коэффициент местного сопротивления, учитывая, что при ε=1 коэффициенты φ = μ. по формуле:

5. Вычислить величину вакуума в насадке по измеренной вакуумметрической высоте:

Где h_вак – измеренная величина вакуума, м.

ФИО студента: _____________________________ Группа: ___________ Дата выполнения работы: _____________

Таблица 1. Опытные данные

Внутренний диаметр внешнего насадка	Площадь внутреннего поперечного сечения трубы	Напор перед отверстием	Время	Масса пустого ведра	Масса наполненного ведра	Вакуум-метрическая высота
d		Н	t	М0	М	hвак
см	см2	см	сек	кг	кг	м вод. ст

Таблица 2. Расчётные данные

Объём жидкости	Расход жидкости	Коэффициент расхода	Коэфф. местного сопротивления	Вакуумметрическое давление
см3	см3/сек	-	-	Па

ВЫВОДЫ: