Опис лабораторної установки
Схема
установки для перевірки рівняння
Бернуллі та дослідження втрат енергії
потоку наведена на рис. 4.1, 4.2. Установка
являє собою ділянку напірного трубопроводу
4 змінного
перерізу з трьома попарно приєднаними
до неї п’єзометричними трубками 5
та трубками Піто 6.
П’єзометричні трубки призначені для
вимірювання п’єзометричної висоти, а
трубки Піто для вимірювання величини
.
Поперечні перерізи трубопроводу в
місцях приєднання першої та третьої
пари трубок рівні між собою (
)
і більші за поперечний переріз у місці
приєднання другої пари трубок (
).
Відстань між перерізами
,
.
Вода в трубопровід надходить з напорного бака 2, до якого під’єднане водомірне скло 3. Вентиль 1 забезпечує подачу води в напорний бак 2, а вентиль 7, встановлений на трубопроводі 4 для регулювання витрати рідини.
Об’єм води, яка надійшла з трубопроводу 4 визначається за допомогою лінійки водомірного скла 9 в мірному баку 10. Час наповнення мірного бака визначається за допомогою секундоміра.
Шарнірне пристосування 8 забезпечує перемикання потоку рідини між мірним баком 10 та зливним баком 12. Для зливання рідини з мірного баку призначений вентиль 11, який з’єднує мірний бак зі зливним.
Порядок виконання роботи
1. Перед початком роботи рівень води в мірному баку 10 повинен бути на нульовій позначці, що фіксується по водомірному склі 9. Вентиль 11 зв’язку з зливним баком закритий, шарнірне пристосування 8 забезпечує зливання води в зливний бак 12.
Рис. 4.2.
Схема лабораторної установки і графічне
зображення складових рівняння Бернуллі
2. Створюємо регулюванням вентилів 1 та 7 такий напір води, при якому режим її протікання в трубопроводі буде стаціонарним. Рівень води в напорному баку 2 при стаціонарному режимі повинен бути незмінним, що фіксуємо по водомірному склу 3.
3. При досягненні стаціонарного режиму руху, перемикаємо шарнірне пристосування 8 в положення, коли вода поступає у мірний бак 10, та одночасно вмикаємо секундомір.
4. Знімаємо покази п’єзометрів 5 та трубок Піто 6 і заносимо їх у таблицю 4.1.
5. Через
=3-5
хв.
перемикаємо пристосування 8
в початкове положення,
закриваємо вентиль 1
подачі води в напірний бак та вентиль
7.
Визначаємо об’єм води
в мірному баку 10.
6. Відкриваємо вентиль 11 та спускаємо рівень води в зливному баку 10 до нульового рівня. Закриваємо вентиль 11.
7. Визначаємо втрати енергії потоку дослідним шляхом:
7.1. За отриманими показами п’єзометрів 5 та трубок Піто 6 на будуємо лінії п’єзометричного та повного напорів.
7.2. Визначаємо
експериментально отримані втрати
енергії потоку у досліджуваних перерізах
за формулою
.
8. Визначаємо втрати енергії потоку аналітичним шляхом:
8.1. Визначаємо
витрату води
за формулою
.
8.2. Визначаємо
середні швидкості в досліджуваних
перерізах за формулою
.
8.3. Визначаємо
швидкісний напір у досліджуваних
перерізах трубопроводу за формулою
.
8.4. Визначаємо
повний напір потоку в досліджуваних
перерізах трубопроводу за формулою
.
8.5. На графіку з експериментальною лінією повного напору будуємо лінію повного напору за даними виконаних теоретичних розрахунків.
8.6. Визначаємо
теоретично отримані втрати енергії
потоку у досліджуваних перерізах за
формулою
.
9. Порівнюємо
величини
та
та
визначаємо величини отриманих похибок
визначення втрат енергії потоку. Оцінюємо
неспівпадання ліній повних напорів,
отриманих експериментальним та
теоретичним шляхом. Аналізуємо причини
отриманих відхилень.
10. Визначаємо геометричний похил для досліджуваних поперечних перерізів потоку за формулою (4.5).
11. Визначаємо п’єзометричний похил на ділянках між досліджуваними перерізами за формулою (4.4).
12. Визначаємо гідравлічний похил на ділянках між досліджуваними перерізами за формулою (4.3).
Результати виконаних розрахунків заносимо в таблицю 4.1. Формулюємо висновки по роботі.
Таблиця 4.1