- •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
5. Контрольные вопросы
В чем заключается цель работы и порядок ее проведения?
При каких условиях труба называется гидравлически гладкой и гидравлически шероховатой?
Объясните структуру ламинарного и турбулентного потока.
От каких параметров зависит толщина ламинарной пленки?
Объясните определяющее значение ламинарной пленки в законе сопротивления при турбулентном режиме?
Что понимается под эквивалентной абсолютной и относительной шероховатостью трубы?
Почему квадратичная зона сопротивления названа квадратичной, переходная – переходной, а гладкостенная – гладкостенной?
Объясните определение по графику Мурина.
Рис. 5. Коэффициент сопротивления терния в стальных трубках
в зависимости от и относительной шероховатости
Рис. 6. Вязкость воды в зависимости от температуры
Лабораторная работа № 3 Потери напора при внезапном расширении
1. Цель и содержание работы.
Цель работы заключается в определении напора и гидравлического коэффициента местного сопротивления при внезапном расширении трубы.
Схема потока при внезапном расширении трубопровода на рисунке 7.
Рис. 7. Схема потери напора при внезапном расширении: – площадь и средняя скорость до расширения потока; – площадь и средняя скорость за расширением на добавочном расстоянии
Местные потери принято определять формулой Вейсбаха:
,
где – гидравлический коэффициент сопротивления при внезапном расширении, безразмерная величина, зависящая от вида сопротивления и числа Рейнольдса .
В квадратичной зоне гидравлического сопротивления при внезапном расширении определяется формулой Борда, выведенной теоретически:
.
Согласно которой, потери при внезапном расширении равны скоростному напору потерянной жидкости. Используя уравнение постоянства потока , формулу Борда можно представить в виде формулы Вейсбаха:
,
где .
В квадратичной зоне гидравлического сопротивления при больших числах Рейнольдса не зависит от числа Рейнольдса . При малых значениях числа Рейнольдса зависит от вида сопротивления и от числа Рейнольдса .
Потери при внезапном расширении состоят из двух составляющих: местные потери и потери на трение на контрольном участке. Разделить их возможно только на специально оборудованной лабораторной установке. Данная лабораторная установка позволяет определить только полные потери, включая как местные, так и на трение.
Потери напора определяются уравнением Бернулли для потока вязкой жидкости при турбулентном режиме:
,
,
где – пьезометрические высоты;
– скоростные напоры.
Полные динамические напоры:
,
,
.
Гидравлический коэффициент сопротивления при внезапном расширении из формулы Вейсбаха:
2. Порядок проведения работы
Работа выполняется на модуле М2. Структурная схема представлена на рисунке 8.
Рис. 8. Потери напора при внезапном расширении
Для выполнения работы необходимо:
Включить насос Н1 на панели управления.
Установить наибольший возможный расход с помощью вентилей В1 и В2, и выходного вентиля В4.
Записать показания ротаметров РТ1 и РТ2 при установившемся потоке.
Снять показания пьезометров (пьезометрических высот) и занести в протокол.
Определить расходы ротаметров РТ1 и РТ2 по графической зависимости расхода от показаний ротаметра и просуммировать расходы.
Все величины занести в таблицу.
Повторить измерения при уменьшенном среднем и при наименьшем расходе.