Контрольні запитання.

1. У чому полягає енергетичний зміст рівняння Д. Бернуллі?

2. Що називають живим перерізом потоку?

3. В яких випадках живий переріз потоку збігається з поперечним перерізом труби?

4. Що таке напірний рух рідини?

5. Як записують рівняння нерозривності потоку?

6. Чим відрізняється усталений рух потоку рідини від неусталеного, рівномірний від нерівномірного?

7. Для чого потрібно, щоб напір Н на установці був постійним протягом усього досліду?

8. Що таке п’єзометрична і напірна лінія?

Лабораторна робота 4.Визначення втрат напору по довжині трубопроводу

Мета роботи

1. При різних значеннях Re визначити значення коефіцієнту опору тертя по довжині труби.

2. Побудувати, користуючись дослідними даними і розрахунковими формулами, графік залежності коефіцієнту опору λ від числа Re. Роботу виконують на тій же дослідній установці, що й перевірку рівняння Бернуллі (на гідродинамічному стенді).

Хід виконання роботи

1. Відповідно з п. 1-4 лабораторної роботи 3 пускають гідродинамічний стенд в динамічний режим роботи.

2. На трубі ДЕ і EF (див. рис. 3) вимірюють повний та п’єзометричний напори за допомогою мірних трубок 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12.

3. Значення гідравлічного коефіцієнта тертя λ обчислюють за допомогою формул:

для труби ДЕ (D_у = 50 мм) значення l₇ і l₄ беруть з таблиці 2

і число Рейнольдса

4. Значення λ для ділянки трубопроводу EF (D_у = 30 мм) обчислюють за формулою

а число Рейнольдса

5. Для кожної ділянки трубопроводу обчислюють товщину ламінарної плівки δ

6. Розрахунковий коефіцієнт гідравлічного тертя λ залежить від режиму руху рідини. При турбулентному режимі λ залежить від співвідношення між δ і середньою висотою виступів шорсткості k. Можливі три випадки.

Перший, коли  > k і ламінарна плівка покриває виступи шорсткості. При цьому турбулентне ядро потоку наче ковзає по ла­мінарній плівці, тому втрати не залежать від шорсткості і коефі­цієнт  є функцією тільки числа Rе. Труба в цьому разі називається гідравлічна гладенькою. При Rе > 2320 і до Rе  4000 коефі­цієнт λ можна визначити за формулою

При Rе > 4000 і до Rе < 100 000 за формулою

При Re> 100 000 за формулою

Другий випадок, коли =k і товщина ламінарної плівки сумір­на з виступами шорсткості. Для цього випадку коефіцієнт  зале­жить як від числа Re, так і од відносної шорсткості, тобто

Значення , також можна визначити за формулою

Третій випадок, коли <k. Тут ламінарна плівка практично зни­кає і турбулентний потік стикається з стінками труби. Коефіцієнт , залежить тільки од відносної шорсткості. Труба в цьому разі на­зивається гідравлічна шорсткою. Коефіцієнт  у цьому разі можна визначити за формулою Нікурадзе:

Слід пам'ятати, що поняття — гідравлічне гладенькі і шорсткі труби — умовні і залежно від ступеня турбулентності одна й та сама труба може поводити себе як гідравлічно гладенька або як гідравлічне шорстка.

5. Добуті дані заносять до таблиці і після цього будують графік залежності коефіцієнта опору X від логарифма числа Рейнольдса.