4.3. Порядок выполнения работы

Перед началом работы включают центробежный насос Н и наполняют напорный бак Б₂ до постоянного уровня. Кран К₃ при этом полностью открыт, кран К₂ – закрыт. Рычаг ПР установлен в крайнее правое положение.

Краном К₂ устанавливают максимально возможный напор, при котором уровни воды в пъезометрах 1 … 14 находятся в пределах шкалы измерения на щите. Кран К₄ имеет определенный угол открытия и выступает в качестве местного сопротивления. При этом определяют расход воды Q аналогично тому, как это делалось в предыдущих работах (по показанию расходомера Вентури), и пьезометрические высоты в пьезометрах, установленных в сечениях 1 … 9 опытного трубопровода (рис. 12).

Сечение 7–7 соответствует пъезометрической высоте, наибольшей из всех показываемых пъезометрами, расположенных на участке растекания струи после внезапного расширения трубопровода (подробнее об этом смотри в п. 3.2.3 и 3.3.3).

Рис. 12. Схема опытного трубопровода

Построение напорной и пъезометрической линий удобнее всего производить на том же чертеже, на котором показана схема опытного трубопровода. Для этого следует схематично изобразить вид сбоку на опытный трубопровод, представив его вытянутым в одну прямую линию, как это показано на рис. 13. При этом масштаб для вертикальных линейных размеров как правило, значительно больше, чем для горизонтальных.

Рис. 13. Схема построения напорной и пъезометрической линий

За плоскость сравнения О – О удобно принять горизонтальную плоскость, совпадающую с осью трубопровода. Тогда z₁ = z₂ = … = z₉ = 0 и, следовательно, пъезометрические высоты в сечениях 1 … 9 будут численно равны пъезометрическим напорам в этих сечениях.

Откладывая вверх от плоскости сравнения О – О (в данном случае от оси трубопровода) в соответствующих сечениях найденные из опыта пъезометрические высоты , получают пъезометрическую линию (рис. 13).

Для построения напорной линии необходимо знать величины средних скоростей движения жидкости в тех же сечениях, в которых определены пъезометрические высоты. Величины этих средних скоростей определяют, разделив расход жидкости в трубопроводе, измеренный во время опыта, на соответствующие площади его поперечного сечения (порядок определения расхода Q подробно описан в пункте 2.3). После этого вычисляют величину скоростного напора в каждом сечении, принимая для всех них α = 1, так как опыт проводится при турбулентном режиме течения жидкости. Вычисленные таким образом величины этих скоростных напоров откладывают вверх и получают точки, соответствующие величине полного напора Н_d в сечениях 1 … 9. Соединяя эти точки прямыми линиями, получают напорную линию.

Составив уравнение Бернулли для сечения 1 – 1 и любого другого сечения опытного трубопровода (например, 9 – 9), легко убедиться, что потери напора между этими двумя сечениями равны разности полных напоров:

h_пот = Н_d1 – Н_d9 = –. (4.11)