Контрольні питання

1. Як визначається режим руху рідини в трубі?

2. У чому полягає відмінність структур потоку при ламінарному і турбулентному режимах руху рідини в трубах?

3. Якою кривою описується розподіл швидкостей у перерізі трубопроводу при ламінарному режиму руху рідини?

4. Що таке “середня швидкість”?

5. Який зв’язок між динамічним і кінематичним коефіцієнтами в’язкості?

6. Як впливає температура на густину і в’язкість рідин та газів?

Лабораторна робота № 4 Тема: дослідження гідравлічних опорів

Мета роботи:Ознайомлення з видами гідравлічних опорів, визначення величин, що їх характеризують, та дослідження впливу на них режимів руху.

Теоретичні передумови до виконання роботи

При своєму русі по трубопроводах гази або рідини зустрічають гідравлічні опори. Гідравлічним опором називають місце трубопроводу, де відбувається зміна швидкості або напряму руху матеріального потоку. До гідравлічних опорів відносять різкі звуження або розширення каналів, коліна, вентилі та таке інше. Наявність гідравлічних опорів призводить до втрат напору; щоб компенсувати ці втрати, треба встановити насос або компресорну машину з більшою потужністю.

Втрати напору в трубопроводі обумовлені опором тертя (h_т) і місцевими опорами (h_м.о.), тобто

h = h_т. + h_м.о. (4.1)

відповідно втрати тиску

р = р_{т .}+ р_м.о. (4.2)

На опір тертя впливають режим руху потоку, швидкість його та шорсткість труби. Для розрахунку h_т використовують рівняння:

h_т = (4.3)

де  - коефіцієнт тертя;

L – довжина труби, м;

d_e- еквівалентний діаметр труби, м;

 - швидкість потоку, м/с.

 визначають за формулами (3.2), (3.4), або за допомогою графіку залежності =f(Re, d_e/e).

Для розрахунків місцевих втрат опору використовують рівняння:

h_м.о. = (4.4)

де - коефіцієнт місцевого опору, який може бути визначений або дослідним шляхом, або з таблиць.

Таким чином, втрата напору

h = (4.5)

а відповідна втрата тиску

p = gh (4.6)

Опис установки

Установка складається з вентилятору, подача якого регулюється за допомогою ЛАТРу, і набору опорів (рис. 4.1). Витрата повітря вимірюється ротаметром, втрати напору на опорах – дифманометром.

Рис. 4.1. Схема експериментальної установки:

1 – ЛАТР; 2 – вентилятор; 3 – ротаметр; 4 – пряма трубка; 5 – дифманометр; 6 – коліно; 7 – виток змійовика.

Порядок виконання роботи

1. Підключити до вентилятора і ротаметра пряму трубку.

2. За допомогою ЛАТРу встановити витрату повітря, визначивши її по ротаметру.

3. Заміряти довжину трубки і її діаметр, перепад рівнів дифманометра (h).

4. Повторити експерименти при двох інших витратах повітря.

5. Аналогічні заміри провести для коліна і змійовику.

Дані занести в табл. 4.1 і 4.2.

Таблиця 4.1