- •ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
- •Теоретические сведения
- •Экспериментальная часть
- •Опыт на стенде ТМЖ-2В-09-12ЛР-01
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
- •Теоретические сведения
- •Режимы течения жидкости
- •Опыт на стенде ТМЖ-2В-09-12ЛР-01 (выполняет первая подгруппа)
- •Опыт на модуле М7 стенда ТМЖ-001 (выполняет вторая подгруппа)
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
- •Теоретические сведения
- •Уравнение Бернулли
- •Экспериментальная часть
- •Опыт на стенде ТМЖ-2В-09-12ЛР-01 (выполняет первая подгруппа)
- •Опыт на модуле М1 стенда ТМЖ-001 (выполняет вторая подгруппа)
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
- •Теоретические сведения
- •Потери напора
- •Экспериментальная часть
- •Опыт на стенде ТМЖ-2В-09-12ЛР-01 (выполняет первая подгруппа)
- •Опыт на модуле M2 стенда ТМЖ-001 (выполняет вторая подгруппа)
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
- •Теоретические сведения
- •Местные сопротивления
- •Экспериментальная часть
- •Опыт на модуле М3 стенда ТМЖ-001 (выполняет первая подгруппа)
- •Опыт на стенде ТМЖ-2В-09-12ЛР-01 (выполняет вторая подгруппа)
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
- •Теоретические сведения
- •Описание метода
- •Экспериментальная часть
- •Опыт на модуле М4 стенда ТМЖ-001 (выполняет первая подгруппа)
- •Опыт на стенде ТМЖ-2В-09-12ЛР-01 (выполняет вторая подгруппа)
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
- •Теоретические сведения
- •Мерная диафрагма
- •Экспериментальная часть
- •Опыт на модуле М5 стенда ТМЖ-001
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
- •Теоретические сведения
- •Исследование местного сопротивления в виде задвижки
- •Экспериментальная часть
- •Опыт на модуле М6 стенда ТМЖ-001
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Опыт на стенде ТМЖ-2В-09-12ЛР-01 (выполняет первая подгруппа)
Опыт осуществляется с использованием трубопровода Т1, который имеет внутренний диаметр d1 = 15 мм, и трубопровода Т2 с внутренним диаметром d2 = 11 мм. Длины участков трубопроводов между пьезометрами l = 0,8 м.
Порядок действий
1.Полностью закрыть задвижки З1, З2, З3, З4, З5, З6, З7, З8 и краны КР4, КР5, КР8, КР12. Краны КР6, КР7, КР10, КР11, КР14 полностью открыть.
2.На насосе Н3 есть переключатель, который необходимо повернуть
вкрайнее правое положение, после чего следует включить питание стенда с помощью тумблера на передней части стенда, при этом загорится световой индикатор.
3.Подать электропитание на насос, для чего необходимо переключить тумблер насоса Н3 в крайнее правое положение. Рядом с тумблером загорится световой индикатор, и бак Б2 начнет заполняться водой.
4.Дождаться наполнения напорной секции накопительного бака Б2. Вода в баке должна достигнуть такого уровня, при котором начнется перелив.
5.Откручивая рукоятку задвижки З1, установить уровень жидкости
впьезометре № 1 (НП1) в соответствии с данными табл. 4.2.
6. Записать в табл. 4.2 показания пьезометра № 2 для трубопровода Т1 (НП2).
7.Измерить с помощью секундомера время ∆t заполнения объема V жидкости, поступающей в мерную емкость ЕМ1, одновременно закрыв кран КР10. Записать значение ∆t в табл. 4.2.
8.Открыть кран КР10. Повторяя работы по пп. 4–7, выполнить измерения для всего интервала НП1 из табл. 4.2.
9.Закрыть задвижку З1.
10.Откручивая рукоятку задвижки З2, установить уровень жидкости
впьезометре № 3 (НП3) в соответствии с данными табл. 4.3.
45
11. Записать в табл. 4.3 показания пьезометра № 4 для трубопровода Т2 (НП4).
12.Измерить с помощью секундомера время ∆t заполнения объема V жидкости, поступающей в мерную емкость ЕМ2, одновременно закрыв кран КР9. Записать значение ∆t в табл. 4.3.
13.Открыть кран КР9. Поворачивая рукоятку задвижки З2, установить следующую величину пьезометрического напора в сечении 3 (см. табл. 4.3).
14.Повторяя работы по пп. 10–13, выполнить измерения для всего интервала НП3.
15.Закрыть задвижку З2.
16.Выключить питание насоса Н3.
Таблица 4.2
№ |
V, |
∆t, |
Q, |
НП1, |
НП2, |
υ, |
Re |
υ2 , |
∆h12, |
Режим |
ξэ |
|
|
λэ |
λТ |
|
||||
|
л |
с |
л/с |
мм |
мм |
мм/с |
|
2g |
мм |
течения |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
900 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
850 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
800 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
750 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
700 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
650 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
V, |
∆t, |
Q, |
НП3, |
НП4, |
υ, |
Re |
υ2 , |
|
∆h34, |
|
Режим |
|
ξэ |
|
|
λэ |
λТ |
||
|
л |
с |
л/с |
мм |
|
мм |
мм/с |
|
2g |
|
мм |
|
течения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
900 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
850 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
800 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
750 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
700 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
650 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
46
Обработка результатов
1.Рассчитать величину подачи Q = V/∆t насоса и записать значения
втабл. 4.2 и 4.3.
2.Рассчитать потери напора по длине трубопровода. Учитывая, что расход жидкости при каждом измерении постоянен (т. е. скоростной напор по длине трубопровода неизменен), потери полного напора:
Н12 = Н1 − Н2 = НП1 + |
α υ2 |
− HП2 − |
α υ2 |
= HП1 − НП2 = ∆h, |
1 |
2 |
|||
|
2g |
|
2g |
|
следовательно: ∆h = НП1 – НП2 (∆h = НП3 – НП4) – для всех значений подач жидкости.
Так как оси трубопроводов расположены в горизонтальной плоскости, геометрические напоры для всех сечений равны, поэтому здесь и далее в записи уравнения Бернулли они отсутствуют.
3.Рассчитать среднюю скорость жидкости υср = Q/S, величину скоростного напора υ2/2g, критерий Рейнольдса Re = (υ∙d)/ν (для воды кинематическая вязкость – ν = 10–6 м2/с = 1 мм2/с). Определить режим течения жидкости в трубопроводе и зону сопротивления по табл. 4.1.
4.По формуле Дарси – Вейсбаха
∆h = ξ |
α υ2 |
, ξ = l |
l |
|
2g |
d |
|||
|
|
найти экспериментальную величину коэффициента сопротивления трубопровода ξэ и коэффициент гидравлического трения:
ξ |
э |
= |
|
∆h |
|
= |
2 ∆h g |
, l |
э |
= |
ξэ d . |
||
|
|
|
|
|
2 |
||||||||
|
|
|
2 |
|
υ |
|
|
l |
|||||
|
|
|
υ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
2g |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5. Рассчитать теоретическую величину коэффициента гидравлического трения, используя данные из табл. 4.1, и сравнить их с экспериментальной (∆ = 0,01 мм – абсолютная шероховатость испытываемых труб).
47
6.Построить характеристики трубопроводов (рис. 4.2) в координатах подача – потребный напор – НПОТР = h = f(Q).
7.Сделать и записать выводы.
Рис. 4.2. Пример изображения экспериментальных характеристик прямых трубопроводов
Опыт на модуле M2 стенда ТМЖ-001 (выполняет вторая подгруппа)
Перепад напоров на исследуемом участке трубы L определяется путем измерений пьезометрических напоров в двух сечениях. Для этого служат пьезометры, соединенные гибкими трубками со штуцерами в исследуемых сечениях. Разность показаний пьезометров h1 и h2 представляет собой потерю напора по длине: hg = h1 – h2.
Средняя скорость течения υ определяется по объемному расходу Q: v = Qs , где S = π 4d 2 – площадь поперечного сечения трубы (внутренний
диаметр трубы модуля равен 9 мм).
Расход определяется по показанию счетчика импульса СИ-8.
48
Порядок действий
1.Перекрыть подачу воды в другие модули.
2.На передней панели включить насос Н3.
3.Установить минимальный расход с помощью регулятора насоса Н4
ивыходного крана модуля В17.
4.Наблюдая за столбиками воды в пьезометрических трубках, убедиться, что достигнут установившийся режим течения, и произвести измерения:
‒ расхода воды по расходомеру;
‒ высоты жидкости в пьезометрах.
Для воды кинематическая вязкость – ν = 10–6 м2/с = 1 мм2/с.
5.После того как все необходимые показания будут получены, занести их в табл. 4.4.
6.Изменить расход с помощью крана В21 и после достижения установившегося режима повторить измерения.
Чтобы получить наиболее точный график функцийλ = λ(Re), необходимо провести не менее шести опытов. Желательно, чтобы они охватывали
весь возможный (для данного стенда) диапазон расходов отQmaх до Qmiп, прикотором величинаhg может быть еще достаточно точно измерена.
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Расход |
Показания |
Потери |
Скорость |
Гидравлический |
Число Re |
|
режима |
|
пьезометров, мм |
напора |
υ = Q/S, |
коэффициент |
|
|
|
|
h1 |
h2 |
hg, мм |
м/с |
трения λ |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
Обработка результатов
1. По результатам измерений рассчитать следующие величины:
‒потери напора по длине: hg = h1 – h2;
‒среднюю скорость потока в трубе: v = Qs ;
‒гидравлический коэффициент трения: λ = 2Lghυg2d ;
49
