- •Методические указания
- •Введение Описание экспериментальной установки для проведения лабораторных работ по курсу гидравлики
- •Лабораторная работа № 1 Изучение режимов движения жидкости
- •1.1. Цель работы
- •1.2. Общие сведения
- •1.3. Порядок выполнения работы
- •1.4. Обработка экспериментальных данных
- •1.5. Составление отчёта
- •Лабораторная работа № 2 Изучение потерь напора по длине при равномерном движении жидкости
- •2.1. Цель работы
- •2.2. Общие сведения
- •2.3. Порядок выполнения работы
- •2.4. Обработка экспериментальных данных
- •2.5. Составление отчёта
- •Лабораторная работа № 3 Определение коэффициентов местных сопротивлений
- •3.1. Цель работы
- •3.2. Общие сведения
- •3.2.1. Кран шаровой
- •3.2.2. Поворот трубы
- •3.2.3. Внезапное расширение – сужение потока
- •3.3. Порядок выполнения работ
- •3.3.1. Изучение потерь напора в кране к4
- •3.3.2. Изучение потерь напора при повороте трубы
- •3.3.3. Изучение потерь напора при внезапном расширении и сужении трубопровода
- •3.4. Обработка экспериментальных данных
- •3.4.1. Определение коэффициента сопротивления крана к4
- •3.4.2. Определение коэффициента сопротивления при повороте трубы
- •3.4.3. Определение коэффициента сопротивления при внезапном расширении и сужении трубопровода
- •3.5. Составление отчёта
- •Лабораторная работа № 4 Построение по опытным данным напорной и пъезометрической линий для трубопровода
- •4. 1. Цель работы
- •4.2. Общие сведения
- •4.3. Порядок выполнения работы
- •4.4. Обработка экспериментальных данных
- •4.5. Составление отчёта
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 Нd 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:
hпот = Нd1 – Нd9 = –. (4.11)