Описание лабораторной установки.

Принципиальная схема лабораторной установки приведена на рис.2.

Рис.2. Принципиальная схема лабораторного стенда.

Установка состоит из бака 1, выполненного в виде основа­ния; напорного резервуара 2 с резьбовым отверстием в стенке, куда могут ввинчиваться три сменных насадка 3 различного типа (рис, 3); кронштейна 4 с измерительными иглами 5 и координатником; мерного бачка 6 со шкалой; вентиля 7 для слива воды из мерного бака.

Насос 8 с электродвигателем 9 подает воду в напорный ре­зервуар 2 через вентиль 10. Напорный резервуар имеет переливную трубу 11, обеспечи­вающую наибольший напор 580 мм, и прозрачную стенку с четырьмя рисками, предназначенными для проведения опытов при различных напорах. Высота уровня жидкости устанавливается вентилем 10. Плоскость кронштейна 4 должна быть установлена горизонтально. Вентиль 12 предназначен для слива воды из установки.

Рис.3. Виды насадков:

а) внешний круглоцилиндрический (Вентури); б) конический расходящийся;

в) со скруглёнными входными кромками.

Порядок проведения опытов и обработка полученных результатов.

Перед началом опытов устанавливается один из насадков, приведённых на рисунке 3.

При истечении через насадок уровень в напорном резервуаре 2 поддерживается постоянным. Расход жидкости через насадок рассчитывается по формуле:

Q=(W₂ – W₁)/τ (16)

W₂ и W₁, м³ – конечный и начальный объём воды в мерном баке 6, которые определяются по тарировочному графику, представленному на рисунке 4;

τ – время наполнения бака, сек.

Рис.4. Тарировочный график мерного бака.

Средняя скорость истечения воды из насадка с площадью сечения ω:

V= Q/ω (17)

Критерий Рейнольдса

Re = Vd/ν (18)

где ν – коэффициент динамической вязкости. м²/с, d – диаметр выходного отверстия насадка.

В зависимости от варианта истечения коэффициенты расхода могут быть определены по формулам (8) или (13)

Затем производится сопоставление опытных значений коэф­фициентов расхода μ с теми значениями, которые получены па основании справочных данных.

Для каждого вида насадка (или отверстия в тонкой стенке) опыты проводятся при трех различных уровнях в напорном резер­вуаре 2.

рассчитывается расхождение в процентах значений μ , полученных из опыта и на основании справочках данных.

∆μ= 100%(μ_оп – μ_спр)/ μ_оп

При истечении жидкости через насадок определяются значения коэффициентов скорости φ по траектории струи. Для этого с помощью вертикальных игл 5 измеряются координаты (х, у) в двух трёх точках струи при заданном уровне жидкости Н в напорном резервуаре 2 и но формуле (15) рассчитываются значения коэффициентов скорости,

. Координаты точек траектории струи отсчитываются, для условий, когда начало осей координат располагается в центре­ сжатого сечения, находящегося на расстоянии L=5d от плоскости истечения.

Полученные из опыта значения φ сопоставляются с значениями, которые получены из справочной литературы. Расхождение этих данных рассчитываются в процентах по формуле:

∆φ= 100%(φ_оп – φ_спр)/ φ_оп

Данные опытов и результаты расчетов заносятся в таблицу 2.

Рассчитываемая величина	Размерность	Данные опытные и расчётные
Н	м
W1	м3
W2	м3
τ	с.
Q	м3/с
V	м/с
Re	-
μоп /μспр/∆μ	-
x1, y1	м
φоп/ φспр/ ∆φ	-
x2, y2	м
φоп/ φспр/ ∆φ	-