1.3. Опытная установка

Опыты проводятся в прямых трубах 6, 6′ постоянного диаметра на участках равномерного движения (рис. 1.1).

Вода из бака 1 насосом 2 подается в коллектор 7 и из него в экспериментальную трубу 6 или 6′. По экспериментальному участку труб равномерно распределены шесть пьезометров в сечениях 1, 2, 3, 4, 5, 6 для измерения потерь напора на каждом участке опытного трубопровода. Расход воды в трубе регулируется вентилем 3 и измеряется ротаметром 4.

При открытии вентиля 8 на трубопроводе 6 и полном закрытии вентиля 8′ на трубопроводе 6′ обеспечивается пропуск всего расхода воды по трубе 6.

Температура воды измеряется термометром 9.

1.4. Порядок проведения опытов

1. Перед началом проведения опытов определить материал исследуемых трубопроводов.

2. Заполнить табл. 1.1.

Таблица 1.1

№ п/п	Материал трубы	Достоинства	Недостатки

3. Заготовить журналы наблюдений, используя табл. 1.2 для двух труб 6 и 6′.

4. Включить насос 2 и освободить установку от воздуха путем резкого увеличения степени открытия вентиля 3.

5. Перекрыть вентилем 8′ трубу 6′ и пропустить весь расход по трубе 6.

6. Сначала определить верхний предел по ротаметру путем открытия вентиля 3, ориентируясь на показания пьезометра так, чтобы они не выходили за пределы шкалы измерений пьезометра.

7. Опыт вести в сторону уменьшения расхода, уменьшая его равномерно от максимального значения до деления 5...10. Для пяти произвольно набранных степеней открытия вентиля 3 (для пяти режимов) измерить пьезометрические напоры в шести сечениях, расходы и температуру.

Таблица 1.2

Журнал наблюдений

Материал трубы ______________________

Диаметр экспериментальной трубы d = м.

Тарировочные числа ротаметра а = м³/с; b = м³/с

№ режимов	№ измере-ний	Напоры в сечениях, pi/g·ρ, м вод. ст.						Число делений ротаметра z
		1	2	3	4	5	6

Для уменьшения случайной погрешности измерений показаний приборов необходимо провести многократные измерения. Наиболее вероятными значениями измеряемых величин будут среднеарифметические значения из всех выполненных измерений. Например, при трех измерениях

. (1.1)

8. Перекрыть вентилем трубу 6, весь расход жидкости, пропуская по трубе 6′. Повторить действия, указанные в п. 6.

9. По окончании измерений полностью закрыть вентиль 3 и выключить насос 2.

1.5. Обработка опытных данных

Обработку результатов вести в форме табл. 1.3.

1. Расход воды Q, м³/с, определяется по формуле

, (1.2)

где a и b – тарировочные числа ротаметра, м³/с; z – число делений ротаметра.

2. Средняя скорость воды в трубе υ, м/с, определяется по формуле

(1.3)

где ω – площадь поперечного сечения трубы, м².

3. Построить пьезометрический график (рис. 1.2). На миллиметровую бумагу нанести экспериментальные значения пьезометрического напора (р_i/g·ρ) для шести сечений трубы, находящихся на равных расстояниях друг от друга L/5. Провести усредняющую прямую, на которой отметить положение точек 1 и 2, соответствующих начальному и конечному сечениям экспериментального участка. Фактические потери напора на трение h_тр определяются графически как разность ординат точек 1 и 2.

4. Сравните потери напора в исследуемых трубопроводах.

5. Построить график зависимости потерь напора на трение от расхода (h_тр = f (Q)) для двух труб.

6. Сформулируйте выводы по работе.