3.3. Порядок выполнения работ

Перед началом работ необходимо включить центробежный насос Н и обеспечить тем самым наполнение напорного бака Б₂ до некоторого постоянного уровня. Краны К₂ и К₃ при этом закрыты, кран К₄ открыт (кран К₃ на схеме не показан).

Рис. 11. Схема опытного трубопровода для определения местных потерь напора

В конструкции опытного трубопровода ОТ₂ (рис. 11), состоящего из трёх последовательно соединённых труб разного диаметра, расположены несколько различных местных сопротивлений (кран К₄, поворот трубы и внезапное расширение – сужение), которые и являются объектами изучения данной работы. Потери напора в конкретном местном сопротивлении определяются по соответствующим пъезометрам:

- потери напора в кране К₄ (пъезометры 2 и 3);

- потери напора при повороте трубы (пъезометры 4 и 5);

- потери напора при внезапном расширении (пъезометры 6 и 7 … 12);

- потери напора при внезапном сужении потока (пъезометры 13 и 14).

Расход воды в трубопроводе регулируется краном К₂ при полностью открытом кране К₃. Расход воды при проведении опытов определяется с помощью расходомера Вентури (постоянная расходомера С была определена при проведении лабораторной работы №2). Работа состоит из нескольких опытов, которые ставят при разных расходах в опытном трубопроводе ОТ₂. При каждом установленном значении некоторого расхода жидкости в трубопроводе показания соответствующих пъезометров отсчитываются по шкале на щите для всех местных сопротивлений.

3.3.1. Изучение потерь напора в кране к4

Определение коэффициента сопротивления крана проводится при различных углах α открытия крана при неизменном расходе жидкости в опытном трубопроводе (кран К₃ полностью открыт, угол открытия крана К₂ постоянен, расход изменяется за счёт изменения угла α открытия крана К₄) и при α = const при различном расходе жидкости в трубопроводе за счёт изменения угла открытия крана К₄.

Первый опыт проводится при наименьшем расходе жидкости. В ходе его проведения изучается зависимость коэффициента сопротивления ζ_кр от угла α открытия крана. По данным этого опыта строится графическая зависимость ζ_кр = f (α).

Последующие три опыта позволяют определить зависимость ζ_кр от числа Рейнольдса при значительных значениях Re. Каждый последующий опыт проводится с увеличением расхода жидкости в трубопроводе (расход жидкости регулируется степенью открытия крана К₂).

3.3.2. Изучение потерь напора при повороте трубы

В ходе проведения работы проводится три опыта, результатом которых является определение коэффициента сопротивления ζ_пов при повороте трубы при различных расходах воды в трубопроводе. Потери напора определяются по разнице пъезометрических высот пъезометров 4 и 5. Каждый последующий опыт проводится с увеличением расхода жидкости в трубопроводе.

3.3.3. Изучение потерь напора при внезапном расширении и сужении трубопровода

Потери напора при внезапном расширении трубопровода определяют по разнице пъезометрических высот пъезометра 6 и одного из пъезометров 7 … 12. Как уже отмечалось выше, действительная пъезометрическая высота будет в том сечении трубы, где течение жидкости можно считать установившемся, поэтому отсчёт ведут по соответствующему пъезометру (см. рис. 10).

Потери напора при внезапном сужении трубопровода определяют по разнице пъезометрических высот пъезометров 13 и 14. При изучении данных потерь напора проводят три опыта, каждый с последующим увеличением расхода.

!

В ходе изучения потерь напора в местных сопротивлениях проводят четыре опыта. Первый – только для определения зависимости ζкр = f (α), который проводится при наименьшем расходе воды в опытном трубопроводе. При этом учитываются показания только пъезометров 2 и 3. Последующие три опыта являются общими для изучения всех представленных в конструкции трубопровода местных сопротивлений. В ходе проведения этих опытов учитываются показания всех необходимых пъезометров.