- •Гидрогазодинамика
- •Оглавление
- •Введение
- •Общие правила техники безопасности
- •Методы исследования в гидрогазодинамике
- •Ошибка каждого измерения будет:
- •Средняя ошибка результата
- •Лабораторная работа 1. Изучение физических свойств жидкости
- •1.1 Цель работы
- •1.2 Задачи работы:
- •1.3 Краткие теоретические сведения
- •1.4 Описание устройства
- •1.5 Задание для выполнения работы
- •1.5.1 Определение коэффициента теплового расширения жидкости
- •1.5.2 Измерение плотности жидкости ареометром
- •1.5.3 Определение вязкости вискозиметром Стокса
- •1.5.4 Измерение вязкости капиллярным вискозиметром
- •1.5.5 Измерение поверхностного натяжения сталагмометром
- •1.5 Контрольные вопросы
- •Лаборатоная работа 2. Измерение давления
- •2.1 Цель работы
- •2.2 Задачи работы
- •2.3 Краткие теоретические сведения
- •2.4 Описание экспериментальной установки
- •2.7 Контрольные вопросы
- •3.1 Цель работы
- •3.2 Задачи работы
- •3.2 Краткие теоретические сведения
- •3.4 Погрешности измерения. Оценка точности измерения
- •3.5 Описание экспериментальной установки гв-1
- •3.6 Задание для выполнения работы
- •3.6.1 Измерение избыточного давления в воздушной области воздушного резерва
- •3.6.2 Измерение вакуума в воздушной области основного резервуара
- •3.7 Обработка экспериментальных данных
- •3.8 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 4. Экспериментальное изучение уравнения бернулли
- •4.1 Цель работы
- •4.2 Задачи работы
- •4.3 Краткие теоретические сведения
- •4.4 Описание измерительных приборов и установки
- •4.4 Задание для проведения работы
- •4.6 Обработка опытных данных
- •4.7 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 5. Изучение структуры потоков жидкости
- •5.1 Цель работы
- •5.2 Задачи работы
- •5.3 Краткие теоретические сведения
- •5.4 Описание устройства
- •5.5 Задание для выполнения работы
- •Лабораторная работа 6. Ламинарный и турбулентный режим движения жидкости
- •6.4 Описание установки
- •6.5 Задание для выполнения работы
- •6.6 Порядок вычислений
- •6.7 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 7. Определение коэффициента сопротивления прямой водопроводной трубы
- •7.1 Цель работы
- •7.2 Задачи работы
- •7.3 Краткие теоретические сведения
- •7.4 Описание опытной установки
- •7.5 Задание для выполнения работы
- •7.6 Обработка результатов опыта
- •7.7 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 8. Определение коэффициентов местных сопротивлений
- •8.1 Цель работы
- •8.2 Задачи работы
- •8.3 Краткие теоретические сведения
- •8.4 Описание установки
- •8.5 Задание для выполнения работы
- •8.6 Обработка опытных данных
- •Лабораторная работа 9. Определение коэффициента расхода и тарировка трубы вентури
- •9.4 Описание установки
- •9.5 Задание для выполнения работы
- •9.6 Обработка опытных данных
- •Лабораторнаяработа 10. Определение коэффициента сжатия, расхода, скорости и сопротивления для малого отверстия в тонкой стенке
- •10.4 Описание установки
- •10.5 Задание для выполнения работы
- •10.6 Порядок вычислений
- •Лабораторная работа 11. Определение коэффициента расхода при истечении жидкости через насадки
- •11.4 Описание установки
- •11.5 Задание для выполнения работы
- •11.6 Порядок вычислений
- •Лабораторная работа 12. Изучение циркуляционног обтекания тел с помощью эгда
- •12.4 Задание для выполнения работы
- •12.5 Описание лабораторного стенда
- •12.6 Порядок проведения работы
- •12.6 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 13. Кавитационные испытания центробежного насоса
- •13.1 Цель работы
- •13.2 Задачи работы
- •13.3 Краткие теоретические сведения
- •13.4 Описание установки
- •13.5 Задание для выполнения работы
- •13.6 Обработка экспериментальных данных
- •Лабораторная работа 14. Испытание центробежных насосов при параллельном и последовательном включении их в одну сеть трубопроводов
- •14.4 Описание установки
- •14.5 Задание для выполнения работы
- •14.6 Обработка экспериментальных данных
- •Лабораторная работа 15. Энергетические испытания шестеренного насоса
- •15.4 Описание установки
- •15.5 Задание для выполнения работы
- •15.6 Обработка экспериментальных данных
- •15.7 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 16. Кавитационные испытания шестеренного насоса
- •16.1 Цель работы
- •16.2 Задачи работы
- •16.3 Краткие теоретические сведения
- •16.4 Описание установки
- •16.5 Задание для выполнения работы
- •16.6 Обработка экспериментальных данных
- •16.7 Контрольные вопросы
9.4 Описание установки
Водомер Вентури 2 установлен между фланцами трубопровода, питаемого водой из напорного бака (рис. 9.4). Для регулирования расхода воды в трубопроводе установлен кран 6. Измерение перепада давления производится пьезометрами 3, 4, 5. Действительный расход воды определяется по расходомеру треугольного водослива 7.
Рисунок 9.4 – Схема установки
9.5 Задание для выполнения работы
1. Проверить установку и обеспечить постоянство напора при полном открытии крана 6 (рис. 9.4).
2. При установившемся движении с минимальным расходом снять показания пьезометров.
3. Одновременно измерить расход воды по треугольному водосливу.
4. Расход постепенно увеличить и все замеры повторить 8–10 раз.
Все измерения, сделанные в процессе опытов занести в соответствующие графы отчета (табл. 9.1).
Таблица 9.1
Замеренные величины
№ опытов |
Показания наклонного пьезометра треугольного водослива |
Отсчеты по пьезометрам |
||
h1 |
h2 |
h3 |
||
м |
м |
м |
м |
|
|
|
|
|
|
9.6 Обработка опытных данных
1. Вычислить перепады давления между первым и вторым сечениями .
2. Определить теоретический расход:
3. Рассчитать действительный расход по тарировочному графику треугольного водослива:
,
где – показания наклонного пьезометра треугольного водомера.
4. Вычислить коэффициент расхода трубы Вентури:
.
5. Найти постоянную водомера:
где – среднее значение ветчин, вычисленных в пункте 4.
6. Построить тарировочный график трубы Вентури:
.
7. По расходу определить скорость в сечении III:
.
8. Определить разность напоров в I и III сечениях, как потерю напора в водомере .
9. Рассчитать коэффициент сопротивления водомера.
Все результаты вычислений занести в соответствующие графы отчета (табл. 9.2).
Таблица 9.2
Вычисленные величины
№ п.п. |
Действительный расход Qд |
Теоретический расход Qд |
Перепад давления |
Коэффициент расхода |
Постоянная водомера С |
Потеря давления в водомере |
Скорость |
Коэффициент сопротивления водомера |
|
м3/с |
м3/с |
м |
б/р |
б/р |
м |
м |
б/р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9.7 Контрольные вопросы
1. Перечислить приборы для измерения расхода. В чем их преимущества и недостатки?
2. Для чего необходимо измерять расход?
3. С какой целью определяется коэффициент расхода?
Лабораторнаяработа 10. Определение коэффициента сжатия, расхода, скорости и сопротивления для малого отверстия в тонкой стенке
10.1 Цель работы
Определить опытным путем коэффициент сжатия струи , коэффициент расхода , коэффициент скорости и коэффициент сопротивления . Пронаблюдать явление инверсии струи при истечении жидкости из отверстий различной формы.
10.2 Задачи работы
определить действительный расход воды через малое отвертие в тонкой стенке;
определить теоретический расход воды;
найти коэффициент расхода;
найти коэффициент сжатия струи;
определить значение коэффициента сопротивления отверстия ;
значения коэффициентов, , , и полученные из опыта, сравнить с табличными данными.
10.3 Краткие теоретические сведения
Струя жидкости при вытекании из отверстия в тонкой стенке меняет свою форму, причем на некотором расстоянии от отверстия живое сечение струи fс меньше площади отверстия f.
Сечение fc называется сжатым, а отношение площади сжатого сечения струи fc к площади отверстия f называется коэффициентом сжатия струи .
Сжатие струи объясняется влиянием боковых струй, подходящих к отверстию под некоторыми углами по отношению к оси струи.
Сжатие струи и потери энергии на вход в отверстие уменьшают расход жидкости. Отношение действительного расхода жидкости к теоретическому называется коэффициентом расхода:
.
Отношение действительной скорости истечения к теоретической называется коэффициентом скорости.
Коэффициент скорости может быть определен двумя способами. Первый из них требует замера площади сжатого сечения и расхода, протекающего через отверстие:
.
Второй способ основан на измерении траектории вытекающей, струи за сжатым сечением.
При помощи прибора (рис. 10.1) на расcтоянии x от сечения I–I до сечения II–II измеряется разность у, равная высоте расположения центров тяжести этих сечений.
По закону свободного падения будем иметь:
; .
где t – время движения частицы; g – ускорение силы тяжести.
Из этих уравнений получаем:
.
Подставляя это значение в формулу для определения коэффициента скорости, получим:
Рисунок 10.1 – Схема истечения
Измерив координаты x и y струи, получим возможность вычислить . Установлено, что при истечении жидкости из отверстия в тонкой стенке среднее значение коэффициента скорости равно 0,97.
Приняв для сжатого сечения струи , имеем:
.
Откуда коэффициент сопротивления определим по формуле:
.
Все
перечисленные коэффициенты не есть
вполне постоянные