Определение коэффициента сопротивления трения при ламинарном режиме течения Описание экспериментальной установки

Установка (рис. 14) состоит из расходной ёмкости 1, подключённой к водопроводной сети через вентиль 2. Магистраль перелива 3 поддерживает постоянный уровень воды в ёмкости. Мерный участок трубопровода 7 длиной 120 см подключен к расходной ёмкости 1 через трубку Вентури 5 и участок стабилизации течения 6, длина которого больше длины начального участка. Этот участок необходим для того, чтобы на мерном отрезке трубопровода получить развитый профиль скорости, не изменяющийся по всей его длине.

К концам мерного участка трубопровода подключены пьезометры. Изменение расхода воды производится вентилем 8, расположенным за мерным участком 7. Трубка Вентури 5, служащая для определения расхода, подключена к двужидкостному манометру 4, используемому для повышения чувствительности системы измерения расхода. Величина расхода находится по тарировочному графику , прилагаемому к трубке Вентури, в зависимости от перепада давления, замеряемого двужидкостным манометром .

Порядок выполнения работы

1. Открыть вентиль 2 для заполнения расходной ёмкости 1. После заполнения ёмкости отрегулировать подачу воды таким образом, чтобы расходы из сети и через сливную магистраль были одинаковы и уровень не изменялся.

2. Открыть расходный вентиль 8 на мерном трубопроводе и установить расход, при котором перепад напоров, замеряемый двужидкостным манометром 4, находится в пределах 2-4 см.

3. После установления режима течения (показания пьезометров перестанут изменяться) записать показания двужидкостного манометра и , я пьезометров, подключенных к мерному участку трубопровода и .

4. Увеличить расход воды ( на 4-8 см по показаниям двужидкостного манометра.)

5. Повторить п. 3, 4 для 5-7 значений расходов.

6. Измерить и записать температуру воды в расходной ёмкости.

7. Закрыть вентиль 8 и 2.

Обработка результатов экспериментов

По разности показаний двужидкостного манометра

и тарировочной кривой определить объёмный расход воды для каждой проливки. По расходу вычислить среднюю скорость движения воды по трубопроводу

Определить величину кинематического коэффициента вязкости (см. рис. 1) и подсчитать число Рейнольдса по формуле (30). Подставить из выражения (25) величину потерь напора на трение

в формулу Дарси (28) и найти коэффициент сопротивления трения для ламинарного режима течения

Протокол эксперимента и результаты расчёта оформить в виде таблицы, имеющей следующие колонки:

После выполнения расчётов построить графики и по формуле (30).

Определение коэффициента сопротивления трения при турбулентном режиме течения Описание экспериментальной установки

Установка (рис. 15) представляет собой участок трубы длиной 300 см. подключенный через вентиль к водопроводной сети. К концам мерного участка подключены пьезометры, выведенные на панель под номерами 7 и 8. Расход воды через мерный участок определяется объёмным методом.

Порядок выполнения работы

1. Открыть расходный вентиль и установить такой расход, чтобы разность показаний пьезометров составляла 15-25 см.

2. После установления режима записать показания пьезометров 7 и 8.

3. Произвести замер расхода воды объёмным методом. Записать объём воды в мерной ёмкости W, см и время ее заполнения ,с.

4. Измерить и записать температуру воды t,C.

5. Пункты 2, 3 и 4 повторить 8-9 раз, увеличивая разность показаний пьезометров на 20-30 см.

6. Закрыть вентиль.

Обработку результатов эксперимента провести аналогично предыдущей работе. В данной работе расход определяется по формуле

Протокол эксперимента и результаты расчёта оформить в виде таблицы, имеющей следующие колонки:

Построить графики и по формуле (33) совместно с графиками f1 и f2 предыдущей работы.