- •Введение
- •1. Назначение
- •2. Основные технические данные
- •3. Устройство и принцип работы стенда
- •3. Обработка опытных данных
- •4. Вопросы для самопроверки
- •5. Протокол работы
- •Лабораторная работа № 2 Потери напора по длине в круглой трубе
- •1. Цель и содержание работы
- •2. Порядок проведения работы
- •3. Обработка опытных данных
- •4. Протокол работы
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 Потери напора при внезапном расширении
- •1. Цель и содержание работы.
- •2. Порядок проведения работы
- •3. Обработка опытных данных
- •4. Протокол работы
- •2. Порядок измерений
- •3. Обработка опытных данных
- •4. Протокол работы.
- •5. Контрольные вопросы
Лабораторная работа № 2 Потери напора по длине в круглой трубе
1. Цель и содержание работы
Цель работы заключается в исследовании зависимости гидравлического коэффициента трения от числа Рейнольдса турбулентном режиме и построения графика ( ).
Формулой, определяющей связь потерь напора по длине с параметрами трубы и потока жидкости, является формула Дарси:
,
где – потери напора по длине;
– гидравлический коэффициент трения (коэффициент Дарси);
– длина опытного участка трубопровода;
– внутренний диаметр трубы;
– средняя скорость потока;
– ускорение свободного падения.
В общем случае зависит от числа Рейнольдса и относительной эквивалентной шероховатости трубы:
.
В гидравлических гладких трубах, что имеет место в данном трубопроводе, зависит от числа Рейнольдса
,
где – средняя скорость потока;
– внутренняя диаметр трубы;
– кинематический коэффициент вязкости;
2. Порядок проведения работы
Работа выполняется на модуле М1. Структурная схема представлена на рисунке 4.
Рис. 4. Потери напора по длине в круглой трубе
Потери напора на исследуемом участке длиной 0,5 м определяются разностью показаний пьезометров, подсоединённых к соответствующим сечениям:
,
где – потери напора;
– пьезометрические напоры в соответствующих сечениях;
Для выполнения работы необходимо:
Включить насос Н1 на панели управления и установить необходимый наибольший расход с помощью вентилей В1 и В2 и выходного вентиля В3, убедиться, что вентиль В10 открыт, а остальные вентили закрыты;
Наблюдая за уровнями воды в пьезометрах убедиться, что достигнуто установившееся течение, снять показания ротаметров и пьезометров;
Данные измерений занести в протокол работы с таблицы 1.
Выполнить 8-10 опытов при различных расходах в диапазоне от до
3. Обработка опытных данных
по показаниям ротаметров РТ1 и РТ2 определить расходы и суммарный расход:
, см3/с
определить среднюю скорость течения воды:
, см/с,
где – внутренний диаметр трубы, мм.
Определить потери напора
, см.
Определить опытное значение из формулы Дарси:
,
где – длина исследуемого участка трубы, = 0,5 м.
Определить число Рейнольдса:
,
где – кинематический коэффициент вязкости воды, определяемый по графику (рис. 6).
Результаты всех измерений и вычислений свести в протокол работы.
Построить в выбранном масштабе график зависимости и дать заключение о зонах гидравлического сопротивления.
Подсчитать теоретическое значение коэффициента :
- для гладкостенной зоны гидравлического сопротивления по формуле Блазиуса:
,
- для переходной зоны по формуле Альтшуля:
Определить относительную погрешность:
4. Протокол работы
Таблица 2
№ п/п |
Расход , см3/с |
Показания пьезометров |
Потери напора , |
Скорость , см/с |
Гидрав- лический коэффици- ент трения |
Число Рейнольдса
|
|
|
|
, см |
, см |
см/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3
№ замера |
Показания ротаметров |
Расход воды |
Средняя скорость потока |
Показания пьезометров |
Потери напора |
Коэфф. гидравлического трения |
Температура воды |
Вязкость воды |
Число Рейнольдса |
Зона турбулентного сопротивл. |
Коэфф. гидравлическ. трения |
Погрешность определения коэффициента трения |
||
|
РТ1 |
РТ2 |
Q |
V |
h1 |
h2 |
he |
λo |
t |
ν |
Re |
|
λ |
δ |
ед. изм. |
л/ч |
л/ч |
см3/с |
см/с |
см |
см |
см |
|
°С |
см2/с |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|