В лабораторной работе потеря напора в местном сопротивлении hм

Одним из часто встречающихся видов местного сопротивления является внезапное сужение. В данной лабораторной работе задачей является определение коэффициента местного сопротивления в виде сужения для участка по формуле

где коэффициент сопротивления отнесен к сечению S2 узкой части трубы. В качестве сечений, определяющих область влияния местного сопро-

тивления, выбираются сечения 1 и 2 .

Тогда из уравнения Бернулли следует, что

Перепад пьезометрических напоров ∆h12 определяется по показаниям пьезометров 1 и 2, а скорость υ2 вычисляется по показаниям счетчика импульса СИ-8.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Опыт на модуле М3 стенда ТМЖ-001 (выполняет первая подгруппа)

Порядок действий

1.Перекрыть подачу воды в другие модули.

2.Включить насос H4 с помощью тумблера, находящегося на передней панели стенда.

3.Воспользовавшись регулятором насоса Н4 и выходным краном В19 (не более одного оборота крана В19), установить небольшой расход.

55

4.Наблюдая за столбиками воды в пьезометрических трубках, убедиться, что достигнут установившийся режим течения, и произвести измерения:

‒ расхода воды по показаниям счетчика импульса СИ-8; ‒ пьезометрической высоты по показаниям пьезометров.

5.Занести результаты измерений в табл. 5.1 и с помощью крана В19 увеличить расход. После достижения установившегося режима повторить все измерения. Провести опыты не менее чем для пяти расходов.

Обработка результатов

1.Вычислить коэффициент сопротивления ξвн.с с помощью форму-

лы (5.7).

2.Вычислить перепад пьезометрических напоров ∆h12 как разность

4.Все расчетные данные внести в табл. 5.1.

5.Построить пьезометрическую линию вдоль трубы, а также линию энергии. На графиках указать потери в местном сопротивлении ив выводе пояснить физический смысл этих графиков.

56

Опыт на стенде ТМЖ-2В-09-12ЛР-01 (выполняет вторая подгруппа)

Диаметр условного прохода подводящего трубопровода d1 = 15 мм. Диаметр условного прохода отводящего трубопровода d2 = 10 мм.

Порядок действий

1.Полностью закрыть задвижки З1, З2, З4–З8 и краны КР4, КР5, КР8, КР12. Краны КР6, КР7, КР9, КР14 и задвижку З3 полностью открыть.

2.Повернуть переключатель насоса Н3 в крайнее правое положение

ивключить питание переключением соответствующего тумблера на блоке управления.

3.Дождаться наполнения напорной секции накопительного бака вплоть до возникновения перелива.

4.Откручивая рукоятку задвижки З4, установить уровень жидкости в пьезометре № 6 (НП6) в соответствии с данными табл. 5.2.

5.Закрыть кран КР9. Измерить время ∆t заполнения объема V жидкости, поступающей в мерную емкость ЕМ1. Записать значения в табл. 5.2. Открыть кран КР9.

6.Записать в таблицы показания пьезометров № 7 (НП7) и № 5 (НП5).

7.Повторить действия по пунктам пп. 4–6 для всего интервала НП6 из табл. 5.2.

8.Полностью закрыть задвижку З4.

9.Выключить питание насоса Н3.

57

Обработка результатов

1. Рассчитать величины расходов Q = V/∆t и записать значения

втабл. 5.2.

2.Рассчитать параметры потока в трубопроводах:

а) среднюю скорость жидкости υ1 = Q/S1 и υ2 = Q/S2 (S1 = πd12/4,

S2 = πd22/4);

б) скоростной напор – υ1/2g и υ2/2g; в) критерий Рейнольдса Re = υνd .

3. Рассчитать местные потери напора в резком сужении:

4.Рассчитать потери давления в резком сужении: ∆pC = ρ g ∆hC .

5.Определить коэффициент сопротивления резкого сужения:

6. Построить напорную характеристику резкого сужения и расширения в координатах «подача – потребный напор»: НПОТР = ∆hC = f(Q)

иНПОТР = ∆hР = f(Q).

7.Построить характеристики местных сопротивлений в координатах

«коэффициент сопротивления – критерий Рейнольдса»: ξC1 = f(Re1),

ξР1 = f(Re3).

8.Полученные значения сравнить со справочными данными ξспр, которые определить по формуле

ξ= 0,5 1 − S2 .

S1

9.Сделать и записать выводы.

58