- •Лабораторная работа № 1 определение гидростатического давления
- •1. Цель работы
- •2. Основные положения и расчетные зависимости
- •4. Порядок проведения опытов
- •5. Обработка экспериментальных данных
- •2. Основные положения и расчетные зависимости
- •6. Форма отчета
- •7. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 построение формы свободной поверхности жидкости в цилиндрическом сосуде, вращающемся вокруг вертикальной оси
- •1. Цель работы
- •3. Описание экспериментальной установки
- •4. Порядок проведения опытов
- •5. Обработка опытных данных
- •6. Форма отчета
- •7. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 определение режима движения жидкости
- •1. Цель работы
- •2. Основные положения и расчетные зависимости
- •3. Описание установки
- •4. Порядок проведения опытов
- •5. Обработка экспериментальных данных
- •6. Форма отчета
- •7. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 определение коэффициента расхода водомера вентури
- •1. Цель работы
- •2. Основные положения и расчетные зависимости
- •3. Описание установки
- •4. Порядок проведения опытов
- •5. Обработка опытных данных
- •6. Форма отчета
- •7. Контрольные вопросы
- •Работа №5 экспериментальная иллюстрация уравнения бернулли
- •1. Цель работы.
- •2. Основные положения и расчетные зависимости.
- •3. Описание экспериментальной установки.
- •4. Порядок проведения опытов.
- •5. Обработка экспериментальных данных.
- •6. Форма отчета.
- •7. Контрольные вопросы.
- •Работа №6 определение потерь напора по длине, коэффициента гидравлического сопротивления трения () и коэффициента шероховатости трубы ().
- •1. Цель работы.
- •2. Основные положения и расчетные зависимости.
- •3. Описание опытной установки.
- •4. Порядок проведения опытов.
- •5. Обработка опытных данных.
- •6. Форма отчета.
- •7. Контрольные вопросы.
- •Работа №7 потери напора на внезапном расширении
- •1. Цель и задачи работы
- •2. Основные положения и расчетные зависимости
- •3. Описание экспериментальной установки
- •4. Порядок проведения опытов
- •5. Обработка опытных данных
- •6. Форма отчета
- •7.Контрольные вопросы
- •Работа №8 определение коэффициента расхода при истечении жидкости через отверстия и насадки
- •1. Цель работы.
- •2. Основные положения и расчетные зависимости.
- •3. Описание экспериментальной установки.
- •4. Порядок проведения опытов.
- •5. Обработка опытных данных.
- •6. Форма отчета.
- •7. Контрольные вопросы.
2. Основные положения и расчетные зависимости.
При движении
реальной жидкости возникают потери
удельной энергии (напора) на преодоление
гидравлических сопротивлений движению,
так называемые гидравлические потери.
Величина гидравлических потерь зависит
от величины и формы шероховатости,
размеров русла (длины
,
диаметра
или гидравлического радиуса
),
от средней скорости течения
и от режима движения жидкости.
Различают два вида гидравлических потерь:
Потери на трение по длине потока (путевые потери);
Потери на преодоление местных сопротивлений.
Путевые потери на трение при движении жидкости по трубам определяются по формуле Дарси-Вейсбаха, которая справедлива как для ламинарного, так и для турбулентного режимов движения и имеет вид:
,
здесь:
- путевые потери напора на трение (обычно
выражаются в метрах столба движущейся
жидкости);
- длина участка трубопровода;
- диаметр трубы;
- средняя скорость течения;
-
коэффициент гидравлического сопротивления
трения, являющийся в общем случае
функцией числа Рейнольдса и относительной
шероховатости стенок трубопровода.
При движении воды
в чугунных водопроводных трубах, а
также в открытых
руслах, при заведомо турбулентном режиме
движения и квадратичной области
сопротивления, когда коэффициент
зависит только
от шероховатости стенок и путевые потери
пропорциональны квадрату средней
скорости течения, их значение определяют
по формуле:
,
где:
- расход жидкости в м3/с
или л/с;
- расходная характеристика русла
соответственно в м3/сек
или л/сек, представляющая собой расход
жидкости, протекающей через живое
сечение с заданной шероховатостью
стенок при гидравлическом уклоне, равном
единице.
Расходная характеристика определяется по выражению:
,
здесь:
- скоростной множитель (коэффициент
Шези), м1/2/с,
зависящий от шероховатости стенок и
размеров русла;
- площадь живого сечения потока, м2;
- гидравлический радиус, м.
Скоростной множитель (коэффициент Шези) по формуле акад. Павловского равен:
,
где:
— коэффициент шероховатости стенки;
- показатель степени: для круглых напорных
труб
.
Скоростной множитель
входит в основную формулу равномерного
движения воды - в формулу Шези для средней
скорости потока:
,
где
— гидравлический уклон:
.
Все линейные величины в формулах берутся только в метрах.
Экспериментально потери напора на опытном участке трубопровода можно определить из уравнения Бернулли, написанного для начального и конечного сечений трубопровода:
![]()
здесь:
и
- расстояние
от произвольной горизонтальной
плоскости
сравнения до центров тяжести выбранных
сечений трубопровода; если принять
плоскость сравнения, проходящей через
ось горизонтального трубопровода, то
.
При постоянном
диаметре трубопровода на протяжении
всего опытного участка, средняя скорость
течения в начальном и конечном сечениях
его одинакова, а значение коэффициента
,
учитывающего неравномерность распределения
скоростей течения по сечению трубопровода,
при турбулентном режиме, можно принять,
примерно, равным 1, тогда:
,
где
,
- показания пьезометров, установленных
в начальном и конечном сечениях опытного
участка трубы.
