Экспериментальная установка

Схема установки приведена на рис.1. Вода из напорного бака 1 проходит последовательно через входной вентиль 2, магистральный трубопровод 3, участки трубопровода с резким 4 и плавным 5 поворотами, резким расширением 6 и резким сужением 7, диафрагму 8 и сливается в бак 10. Расход воды регулируется вентилем 9 и определяется по перепаду давления на диафрагме 8 с помощью тарировочного графика. Уровень в баке 1 поддерживается постоянным с помощью насоса 11.

Рис.1. Схема экспериментальной установки.

Длина магистрального участка трубопровода l = 1,7 м; диаметр d = 1,610^-2 м; плотность воды – 1000 кг/м³

Пьезометрический напор в жидкости на различных участках трубопровода определяется по показаниям пьезометрических трубок h₁ - h₁₀, выведенных на общий щит и установленных на исследуемых участках трубопровода.

Порядок выполнения работы

1. Включается водяной насос 11 и заполняется напорный бак 1.

2. После заполнения напорного бака открывается запорный кран 2 и с помощью расходного крана 9 устанавливается требуемое значение расхода воды. Величина расхода определяется по разности h_9,10 показаний пьезометров h₉ и h₁₀ (h_9,10 = h₉ - h₁₀) и тарировочному графику.

2. При данном значении расхода снимаются показания всех пьезометров и эти значения заносятся в табл. 1.

3. Изменяют расход жидкости и новые показания всех пьезометров заносят в табл. 1.

4. Исходные данные, необходимые для выполнения расчетов, приведены в табл. 3.

Таблица 1

№ опыта	Показания пьезометров
	h1, мм	h2, мм	h3, мм	h4, мм	h5, мм	h6, мм	h7, мм	h8, мм	h9, мм	h10, мм
1 2 3

Обработка экспериментальных данных

1. Определить потери напора на отдельных участках трубопровода, например, h_1,2 = h₁ - h₂. Данные занести в табл. 2.

2. По перепаду напора на диафрагме 8 Δh_9,10 = h₉ – h₁₀ определить расход воды для всех 3 опытов по выражению

= (53,5 + 0,1495 ∙ Δh_9,10)∙10^-6,  м³/с.

Полученные данные занести в табл. 2.

3.Средняя скорость воды в трубопроводе определяется по выражению

.

4. Для каждого значения скорости потока вычислить потери напора по длине h_2,3 = h₂ - h₃ и на отдельных участках трубопровода (местных сопротивлениях) в соответствии с табл. 2.

5. Мощность, затрачиваемая на преодоление каждого из гидравлических сопротивлений, определяется по выражению N = ρ ∙ g ∙ ∙ Δh_пот.

6. Определить суммарную мощность, затрачиваемую на транспортирование жидкости по трубопроводу:

N_c = N_1,2+N_2,3+N_3,4+N_4,5+N_6,7+N_7,8+N_9,10.

  Полученные данные занести в табл. 2.

7. Провести сравнительный анализ потерь энергии на каждом из участков сложного трубопровода. Обратить внимание на влияние скорости течения на потери энергии.

8. По результатам расчетов построить график зависимости мощности N_c, затрачиваемой на транспортирование жидкости по трубопроводу, от скорости протекания жидкости V.

Таблица 2

№ опыта		1	2	3
Расход , м3/с
Средняя скорость V, м/с
Входной вентиль	h1,2, м
	N1,2, Вт
Магистральный трубопровод	h2,3, м
	N2,3, Вт
Резкий поворот на 90о	h3,4, м
	N3,4, Вт
Плавный поворот на 90о	h4,5, м
	N4,5, Вт
Резкое расширение	h6,7, м
	N6,7, Вт
Резкое сужение	h7,8, м
	N7,8, Вт
Диафрагма	h9,10, м
	N9,10, Вт
Суммарные потери мощности	Nc, Вт

Таблица 3