3.5.2 Описание опытной установки

Опытная установка (рис. 3.14) представляет собой резервуар 1 прямоугольной формы, в который насосом по трубе 2 подается вода из бассейна лаборатории. В передней стенке резервуара имеется круглое отверстие 3, в которое вкладываются диски с отверстия­ми 4, диски закрепляются гайкой. Вход в отверстие со стороны резервуара закрывается заслонкой 6. Уровень воды в резервуаре измеряется с помощью водомерного стекла по рейке. Нуль рейки установлен на уровне центра отверстия.

Рис. 3.14. Установка для изучения истечения жидкости

из отверстия в тонкой стенке:

1 – прямоугольный резервуар с водомерным стеклом;

2 – подающая труба; 3 – отверстие в стенке

резервуара;4 – диск с исследуемым отверстием;

5 – мерный бак; 6 – заслонка

Для определения дальности полета струи L и высоты падения у используется координатная сетка на плоском щите.

Для измерения расхода воды применяется мерный бак 5.

3.5.3. Порядок проведения опыта

1. Определить размеры отверстий в дисках, позволяющие оп­ределить площади этих отверстий ω.

2. Измерить напор над осью отверстия H.

3.Определить время наполнения мерного бака на слой h.

4. Для выбранного сечения струи с ординатой у измерить абсциссу L. Измерение величин H, y, L провести два-три раза и осреднить.

5. Сменить диск с отверстием. Повторить все измерения и наблюдения для другого отверстия.

При опытах с квадратными и треугольными отверстиями обра­тить внимание на инверсию струи, т.е. на изменение формы сечения струи.

3.5.4 Обработка опытных данных

1. Для каждого опыта по слою воды в мерном баке и времени его наполнения определить объем воды W и расход Q при площади мерного бака площадью S =5000 см².

2. Вычислить значения коэффициентов расхода μ по форму­ле (3.46), скорости φ по формуле (3.48), сопротивления ξ и сжа­тия ε по выражениям

ξ = 1/ φ², ε = μ/ φ. (3.49)

Результаты измерений внести в табл. 3.10.

3. Сравнить опытные значения коэффициентов с ожидаемыми.

Вопросы для самопроверки

1. Какую стенку называют тонкой?

2. Какое отверстие считается малым?

3. Что служит причиной образования сжатого сечения струи? На каком расстоянии от входа в отверстие оно возникает?

4. Что собой представляет коэффициент сжатия струи ε?

5. Как определить опытным путем коэффициенты расхода и скорости?

6. Как изменится скорость истечения жидкости из отверстия в тонкой стенке, если напор над отверстием увеличить в 4 раза?

7. Как изменится расход при истечении жидкости из отверстия в тонкой стенке, если диаметр отверстия увеличить в 2 раза?

Таблица 3.10

№ п/п	Площадь ω, см2	Слой воды в мерном баке h, см	Определение расхода			Напор H, см	Размеры струи		см/с	μ	φ	ε	ξ
			W, см3	t., с	Q, , см3/с		L, см	y, см
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1
2
3