2.4. Обработка экспериментальных данных
В ходе проведения опытов измеряют:
-
пъезометрические высоты h1,
h2,
h3
и h4
столба жидкости в соответствующих
пъезометрах (необходимо помнить, что
пъезометрическая высота h
=
),
м;
- перепад высот в пъезометрических трубках расходомера ∆hтр, м;
- время наполнения t (сек.) заданного объёма W (м3) жидкости;
- температуру жидкости в опытном трубопроводе t ºС.
Обработанные данные заносят в таблицу результатов измерений и вычислений (таб. 2). При этом вычисляют:
- расход воды Qоб согласно объёмному способу измерения , м3;
- среднюю скорость течения воды в опытном трубопроводе (исходя из уравнения расхода), м/с;
- постоянную С расходомера;
- потери напора по длине для участков ℓ1 и ℓ2, которые в данном случае определяются из уравнения Бернулли с учётом равенства геометрических высот (z1 = z2 и z3 = z4) и скоростных напоров, м:
hдл.1=
–
=
h1
–
h2
,
hдл.2=
–
=
h3
–
h4
;
- кинематическую вязкость воды (см. лабораторную работу № 1), м2/с;
- опытные коэффициенты гидравлического трения λоп.1 и λоп.2 для участков ℓ1 и ℓ2, выраженные из формулы (2.1);
- число Рейнольдса Re (см. лабораторную работу № 1);
- толщину вязкого подслоя потока δ, мм;
- расчётный коэффициент гидравлического трения λрасч, вычисляемый в зависимости от соотношения толщины вязкого подслоя потока δ и средней величины выступов шероховатости ∆ по формуле Блазиуса (2.3) или по формуле Альтшуля (2.4);
- расхождение значений λоп и λрасч, полученных опытным и расчётным путем:
∆λ
=
∙100 %.
2.5. Составление отчёта
2.5.1. Цель работы.
2.5.2. Схема опытной установки.
2.5.3. Исходные данные:
- внутренний диаметр опытного трубопровода d = 21 мм;
- средняя высота выступов шероховатости стенок трубы ∆ = …, мм;
- площадь поперечного сечения опытного трубопровода S = …, м2;
- длины участков опытного трубопровода ℓ1 = 1,616 м и ℓ2 = 1,424 м;
- температура воды t = …, ºС (по термометру Т);
- коэффициент кинематической вязкости ν = …, м2/с.
Необходимо обратить внимание на возможное изменение температуры воды t в ходе проведения опытов, так как это имеет значение при определении коэффициента кинематической вязкости ν, значение которого в свою очередь влияет на качество выполнения расчетов.
2.5.4. Таблица результатов измерений и вычислений.
Таблица 2.1
|
Параметр |
Единица измерения |
№ опыта | |||||||||||||
|
1 |
2 |
3 | |||||||||||||
|
Объём воды в мерном бачке W |
м3 |
|
|
| |||||||||||
|
Время наполнения мерного бачка t |
сек |
|
|
| |||||||||||
|
Расход Qоб |
м3/с |
|
|
| |||||||||||
|
Средняя скорость V |
м/с |
|
|
| |||||||||||
|
Трубка Вентури |
|
Перепад высот в трубке ∆hтр |
м |
|
|
| |||||||||
|
Постоянная расходомера С |
- |
|
|
| |||||||||||
|
Пъезометрические высоты |
h1 |
м |
|
|
| ||||||||||
|
h2 |
м |
|
|
| |||||||||||
|
h3 |
м |
|
|
| |||||||||||
|
h4 |
м |
|
|
| |||||||||||
|
Потери напора на участках ℓ1иℓ2 |
hдл.1 |
м |
|
|
| ||||||||||
|
hдл.2 |
м |
|
|
| |||||||||||
|
Опытный коэф. гидр. трения на участках ℓ1иℓ2 |
λоп.1 |
- |
|
|
| ||||||||||
|
λоп.2 |
- |
|
|
| |||||||||||
|
Число Рейнольдса Re |
- |
|
|
| |||||||||||
|
Толщина вязкого подслоя потока δ |
мм |
|
|
| |||||||||||
|
Расчётный коэф. λрасч |
- |
|
|
| |||||||||||
|
Расхождение ∆λ, % |
∆λ1 |
% |
|
|
| ||||||||||
|
∆λ2 |
% |
|
|
| |||||||||||
2.5.5. Выводы:
- о значении коэффициента гидравлического трения λ;
- о величинах, определяющих потери напора по длине;
- о значении величины вязкого подслоя потока δ;
- о качестве выполненной работы, основываясь на сравнении значений λ1 и λ2;
- о соответствии определения коэффициента гидравлического трения λ опытным путём и по расчётным формулам.