Описание экспериментальной установки
На рис. 6.1 показана схема экспериментальной установки, состоящей из горизонтального трубопровода постоянного сечения – l , на котором установлены два пьезометра на расстоянии l. Расход воды регулируется запорными вентилями 2 (начало и конец трубопровода). Измерение расхода осуществляется с помощью мерного бака 3 объемным способом.
Рис. 6.1. Схема установки для определения коэффициента гидравлического трения
3. Порядок выполнения работы
Открыть вентиль 2 и установить некоторый постоянный расход.
Снять показания пьезометров и замерить объем воды в мерном баке за время .
Измерить температуру воды.
Изменить расход в системе при помощи запорного вентиля и все измерения повторить; необходимое количество опытов 68.
4. Обработка экспериментальных данных
Определить расход воды: . Q=W/. (6.10.)
Определить среднюю скорость движения воды в трубопроводе
.
(6.11)
3. Найти по формуле Пуазейля кинематическую вязкость воды
= 0,0178/(1+0,6337t+0,000221t2), Ст (6.12.)
где t – температура воды в градусах Цельсия.
4. По известным значениям V и определить число Рейнольдса
Re = Vd/ (6.13.)
5. Определить потери напора по длине hl, используя показания пьезометров по формуле (6.1).
6. Определить опытное значение коэффициента гидравлического трения из формулы (6.2.)
. (6.14)
7. Определить расчетные значения коэффициента гидравлического трения расч по формулам (6.4 – 6.9) при Э = 0,01 мм и сравнить с опытными значениями оп. Данные занести в таблицу 6.1.
Таблица 6.1.
d = … см t = … C = … см2/сек |
||||
Опытные данные |
||||
№ п/п |
W |
|
h1 |
h2 |
|
см3 |
сек |
см |
см |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
Продолжение таблицы.6.1
l = … см g = 981 см/сек2 Э = 0,01 мм |
||||||||
Результаты обработки данных |
||||||||
Q |
V |
hl |
оп |
lg(100оп) |
Re |
lg Re |
расч |
lg(100расч) |
см3/с |
см/сек |
см |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8. Построить график зависимости (lg 100) от lg Re (рис. 6.2).
9. Сделать выводы о проделанной работе, оценив степень совпадения расчетных и опытных значений коэффициентов Дарси по среднеквадратическому отклонению опытного коэффициента оп от расчитанного по формулам расч.
Рис.6.2 Зависимость lg 100λ от lgRe:
▲ – опытные точки, ● – расчетные точки; 1 – прямая Стокса, 2 – прямая Блазиуса.