2.1.3. Указания к обработке результатов измерений и выполнению расчетов.

При обработке результатов измерений осуществляются расчеты всех параметров, представленных в протоколе испытаний.

1. По разнице показаний динамических (скоростных) и пьезометрических трубок определяется скоростной напор (αV²/2g), по которому находится величина средней скорости потока V.

2. Определяется расход Q, расходная скорость V, число Рейнольдса Rе и режим течения (турбулентный или ламинарный).

3. Коэффициент Кориолиса α, характеризующий неравномерность распределения скоростей движения частиц жидкости по живому сечению потока, принимается равным при турбулентном режиме α = 1,05-1.1, а при ламинарном – α = 2,0.

4. По значениям (Z + p/γ) строится пьезометрическая линия и по значениям

(Z + p/γ + αV²/2g) - линия полных напоров.

примечание. Построение графиков пьезометрической и напорной линии производится следующим образом: на миллиметровой бумаге изображается исследуемый участок трубопровода в следующем масштабе: горизонтальный 1:20 (1 см - 2 мм), а вертикальный 1:10 (1 см -1 мм). В сечениях по вертикали откладываются величины статических и скоростных напоров, как показано на рис. 1.1. статические напоры соединяются пунктирной линией, а напорная линия - сплошной. Все напоры следует обозначать. Местные сопротивления не учитывать.

5. Потери напора между сечениями определяются как разность полных удельных энергий (например, между сечениями 1 и 2):

h_w^1-2 = (Z₁ + P₁/γ + α₁V₁²/2g) – ( Z₂ + P₂/γ + α₂V₂²/2g).

Построение линии дают представление о перераспределении энергии согласно уравнению Бернулли (переходе потенциальной в кинетическую и наоборот) в соответствии с изменением живого сечения потока.

6. Определить погрешности измерений величин напоров пьезометрической и скоростной трубками по сравнению с расчетом по расходной скорости.

Фото 2. Установка ГД-3

Контрольные вопросы

1. Постройте графическое изображение уравнения Бернулли для потока реальной жидкости и покажите напорную и пьезометрическую линию.

2. В чем заключается геометрический смысл уравнения Бернулли?

3. Дайте определение основных гидравлических элементов потока.

4. Приведите графическое изображение эпюры распределения скоростей в напорном трубопроводе круглого сечения для ламинарного и турбулентного режимов течения.

5. Что такое установившиеся и неустановившиеся движение жидкости, равномерное и неравномерное?

6. В чем состоит отличие турбулентного режима движения жидкости от ламинарного? Каким параметром определяется режим движения жидкости для напорного потока в трубе круглого сечения?

7. Напишите уравнения расхода и уравнения неразрывности потока.

8. Что характеризует гидравлический уклон и как он определяется?

9. Для чего служит плоскость сравнения, и как она проводится для наклонного и горизонтального потоков?

10. Что называется полным напором, потерей напора? Как определяется потеря напора для горизонтальных трубопроводов постоянного и переменного сечений?

11. Что называется напорной и пьезометрической линией? Может ли пьезометрическая линия быть выше напорной? Могут ли напорные и пьезометрические линии пересекаться?

12. На что тратится энергия потока жидкости при движении? От чего зависят потери энергии?

13. Привести пример применения уравнения Бернулли для решения любой задачи гидравлики, где необходимо показать составляющие полной удельной энергии.

14. Физический смысл коэффициента Кориолиса α. Как определить величину α для данного потока жидкости?

15. По какому закону распределяется давление внутри потока жидкости, если движение равномерное?

16. В каком из трех сечений большая скорость воды и почему? В каком сечений наиболее близкое совпадение величины V²/2g и αV²/2g, а где наибольшее расхождение? Как это можно объяснить?

17. Изменится ли начертание графиков полных и пьезометрических напоров, если проточную (рабочую) часть установки расположить вертикально, а расход оставить неизменным?

18. Нарисуйте предполагаемую энергетическую диаграмму для трубы Вентури.