Описание экспериментальной установки
Рис. 4. Схема опытной установки для определения коэффициента гидравлического трения:
1, 2 – пьезометры; 3 – напорный бак; 4 – экспериментальный участок трубы; 5 – вентиль; 6 - ротаметр
Подготовка к работе
1.Написать название и цель работы.
2.Изобразить схему установки.
3.Подготовить таблицу измерений.
Экспериментальная часть работы
1. Освободить зажим на воздуховыпускной трубке и, пустив насос включателем, выждать несколько минут, пока наполнится напорный бак 2, о чем будет свидетельствовать появление потока воды из воздуховыпускной трубки. Тогда следует зажать эту трубку зажимом и открыть вентиль 4, регулирующий подачу воды в рабочий модуль.
2. Наблюдая за столбиками воды в двух пьезометрах, убедиться, что достигнут установившийся режим течения, и произвести измерения:
- расхода воды по ротаметрам, каждый из которых предназначен для определенного диапазона расходов, указанного на приборах;
- потери напора на исследуемом участке.
Потери напоров на исследуемом участке трубы L определяется путем измерений пьезометрических напоров в двух сечениях. Для этого служат пьезометры, размещенные на приборной панели и соединенные гибкими трубками со штуцерами отверстий в стенке трубы в двух сечениях. Разность показаний пьезометров h1 и h2 представляет собой потерю напора по длине.
3. Результаты измерений занести в таблицу результатов.
Таблица 4
Протокол эксперимента и результаты обработки данных
-
Режимы
Расход Q,
м3/с
Напор h1,
м
Напор h2,
м
Потери напора h1-2, м
Скорость , м/с
Число Re
1
2
3
Обработка результатов исследования
По результатам измерений вычисляются следующие величины.
1. Потери напора по длине определяют по формуле h1-2 = h1 - h2.
2.
Средняя скорость потока в трубе
= Q/S, где
- площадь
поперечного сечения трубы (внутренний
диаметр модуля d
= 20 мм).
3. Гидравлический коэффициент трения из формулы (1).
4. Число Рейнольдса , где кинематический коэффициент вязкости определяется из Приложения.
5. Построить зависимость коэффициента гидравлического трения от режима движения жидкости и шероховатости поверхности.
6. Сделать выводы по лабораторной работе.
Контрольные вопросы
1. От каких параметров зависят гидравлические потери в ламинарном потоке?
2. Почему гидравлические потери в турбулентном потоке больше, чем в ламинарном?
3. Почему одна и та же труба в одном случае может быть гидравлически гладкой, а в другом случае - гидравлически шероховатой?
4. Сколько имеется зон сопротивления, и какие из них соответствуют турбулентному движению жидкости?
5. От чего зависит коэффициент гидравлического трения в различных зонах, и как можно его определить?
6. Объясните понятие эквивалентной шероховатости поверхности.