4.4. Лабораторная работа по определению коэффициента местного сопротивления для внезапного расширения потока.

При установившемся движении измеряется расход и фиксируются показания пьезометра. Опыт производится для трёх различных расходов, данные обрабатываются и записываются в табл. 4.2.

1. С помощью мерного бачка и секундомера устанавливается расход.

2. Вычисляются средние скорости течения:

V₁=, V₂=,

где ω₁ и ω₂ – площади поперечного сечения трубы, соответственно до и после расширения; Q – расход воды, при котором производится данный опыт.

3. Вычисляются потери напора по теоретической формуле Борда:

h_теор=.

4. Определяются разность показаний пьезометров: h_on=h₄-h₇.

5. Определяется коэффициент сопротивления теоретический:

ξ_теор=.

6. Определяется опытный коэффициент сопротивления:

ξ_оп=h_on.

7. Определяется процент расхождения:

.

8. Построить кривую зависимости потерь напора h_on от расхода Q.

d₁ = 21 мм, d₂ = 10 мм.

Таблица 4.2.

№	Наименование параметров	Ед. изм.	Опыт №
			1	2	3
1	Расход, Q	см3/с
2	Площадь живого сечения, ω1= ω2=	см2 см2
3	Средняя скорость потока, V1= V2=	см/с см/с
4	Опытные потери напора, hon=h4-h5	см
5	Опытный коэффициент местного сопротивления, ξon=hon
6	Теоретическое значение коэффициента местного сопротивления, ξтеор=
7	Процент расхождения,

Контрольные вопросы

1. По какой формуле определяются потери напора по длине?

2. По какой формуле определяется коэффициент гидравлического трения λ при ламинарном движении жидкости?

3. По каким формулам определяется коэффициент гидравлического трения λ при турбулентном движении жидкости?

4. Что такое гидравлический уклон l?

5. Как практически определить потери напора по длине на лабораторной установке?

6. Изобразите эпюру скоростей в цилиндрическом трубопроводе при ламинарном режиме.

7. Изобразите эпюру скоростей в цилиндрическом трубопроводе при турбулентном режиме.

8. Как определить практически потери напора на местные сопротивления?

9. По какой формуле определяются потери на местные сопротивления?

10. Что такое шероховатость стенок – абсолютная и относительная?

11. Представить график Никурадзе (зависимость λ от Re и Δ/d).

12. Какие сопротивления называются местными?

13. Какие Вам известны области (зоны) сопротивлений при турбулентном движении жидкости?

14. Какое движение жидкости называется установившимся и неустановившимся? Привести пример.

15. Какое движение жидкости называют установившимся равномерным? Привести пример.

Методические указания к лабораторной работе № 5 (гд-7) истечение жидкости через отверстия и насадки

Цель лабораторной работы - получение студентами практических навыков экспериментального исследования истечения жидкости чрез отверстия и насадки при постоянном и переменном напоре, закрепление теоретического материала по данному разделу курса, определение опытным путём числовых значений коэффициентов истечения, формы сечения и траектории вытекающей струи.

Задачи работы:

• обучить студентов методике экспериментальных исследований истечения жидкости, обработке опытных данных;

• определить опытным путём числовые значения коэффициентов сжатия (ε), расхода (μ), потерь (ξ) при истечении через круглое отверстие в тонкой стенке;

• определить коэффициент скорости  по координатам струи и траекторию струи при истечении из круглого отверстия в тонкой стенке;

• наблюдать явление инверсии струи при истечении из отверстий различной формы;

• определить опытным путём коэффициенты расхода (μ), скорости () и потерь (ξ) при истечении из насадков различных типов;

• сравнить полученные опытным путём значения коэффициентов истечения со справочными данными, определить условные погрешности экспериментов;

• определить время полного истечения жидкости из бака через малое отверстие в тонкой стенке при переменном напоре.

В результате выполнения работы студенты должны:

• знать схему конструкции экспериментальной установки и используемые измерительные приборы; методику эксперимента; понятия малого и большого отверстий в тонкой стенке; виды насадков; области и способы их технического применения; понятия и методы определения коэффициентов сжатия, расхода, потерь, скорости при истечении через отверстия и насадки; понятия инверсии формы и траектории струи;

• уметь проводить измерения и по экспериментальным данным расчётом определять коэффициенты истечения; определять форму сечения и траекторию струи, время истечения; пользоваться справочными данными, заполнять техническую документацию при проведении опытов.