7.3 Схема установки

Установка для вивчення процесу витікання рідини через отвори і насадки (Рисунок 7.6) складається з вертикального резервуара 1 з боковим гвинтовим отвором 4, призначеним для встановлення змінних насадок 5. Вода подається з водопроводу, її витрата регулюється вентилем 3, рівень води в резервуарі 1 контролюється за допомогою п’єзометра 2.

Для вимірювання координат точок траєкторії струмини встановлена горизонтальна лінійка 6 з міліметровими поділками і рухомим повзунком 7, в якому закріплений стержень 8 з міліметровими поділками, що може переміщатися по вертикалі. Рідина через насадку 5 витікає в ванну 9 і далі, трубопроводом 10, в каналізацію. Витрата рідини через отвір (насадку) вимірюється об’ємним способом за допомогою мірної ємності на 1-2 л і секундоміра.

7.4 Хід виконання досліду

7.4.1 В отвір 4 вкручується насадка 5 і резервуар 1 заповнюється водою. Подача рідини регулюється вентилем 3 таким чином, щоб вибрана для даного режиму величина напору H була постійною.

Рисунок 7.6 Схема лабораторної установки для дослідження витікання через отвори і насадки

7.4.2 Використовуючи лінійку 6 і стержень 8 визначають координати x₀, y₀ точки, на виході струмини із отвору чи насадки.

7.4.3 П’єзометром 2 вимірюють напір H.

7.4.4 Вимірюють температуру води t.

7.4.5 Для встановленого напору H за допомогою лінійки 6 і стержня 8 вимірюють щонайменше три пари координат точок траєкторії струмини x_i і y_i (i – 1, 2, 3… точка траєкторії ).

7.4.6 На кожному режимі два-три рази міряють об’єм V_і і час його витікання .

7.4.7 За допомогою вентиля 3 міняють подачу рідини (збільшують чи зменшують в залежності від напрямку проведення досліду) і встановлюють новий напір H. Повторяють вимірювання з пункту. 7.4.3 до - 7.4.6 для 5-6 режимів.

7.5 Обробка результатів досліджень

7.5.1 За виміряними значеннями V_і і визначається фактична витрата і знаходиться її середнє значення

. (7.31)

7.5.2 Визначається теоретична витрата рідини

, (7.32)

де d₀ – діаметр отвору чи вихідного перерізу (перерізу, в якому струмина відривається від стінок) насадки.

7.5.3 Коефіцієнт витрати розраховується за формулою

. (7.33)

7.5.4 Перераховують виміряні координати x_i, y_i до системи координат, початок якої розміщений в точці витікання струмини (x₀, y₀)

(7.34)

7.5.5 З формули (7.5) за координатами , визначається коефіцієнт швидкості

, (7.35)

і далі розраховують середнє значення .

7.5.6 З формули (7.3) знаходимо коефіцієнт опору

. (7.36)

7.5.7 Коефіцієнт стиснення струмини при витіканні через отвори ( 7.4)

. (7.37)

7.5.8 Використовуючи формулу (7.5), розраховують теоретичні координати траєкторії струмини , . При цьому для розрахунків використовують теоретичне значення коефіцієнта швидкості _теор, яке вибирається в залежності від типу отвору чи насадки.