Описание установки. Рис. 4.3. Схема установки для измерения гидравлических сопротивлений по длине и местных: 1 ‑ ряд пьезометров

Рис. 4.3. Схема установки для измерения гидравлических сопротивлений по длине и местных: 1 ‑ ряд пьезометров, закрепленных на щите; 2 ‑ вентиль; 3 ‑ мерный резервуар; 4 ‑ питающий резервуар; 5 ‑ трубопровод (остальные обозначения в тексте).

Установка (рис. 4.3) представляет собой систему напорных трубопроводов с последовательно расположенными на ней гидравлическими сопротивлениями (по длине и местными). К каждому гидравлическому сопротивлению подключено по 2 пьезометра (до и после него). Все пьезометры для удобства выведены на щит 1. Для регулирования расхода Q воды в системе служит вентиль 2. Величина Q измеряется с помощью мерного бака 3 и секундомера 4. Подача воды в систему осуществляется из питающего резервуара 4 по трубе 5. Постоянный уровень воды в резервуаре 4 (для обеспечения установившегося движения воды в системе труб) поддерживается переливным устройством. Вода в резервуар 4 подаётся центробежным насосом.

Порядок выполнение работы и обработка полученных результатов.

При закрытом вентиле 2 включить насос и обеспечить подачу воды в питающий резервуар 5. После наполнения резервуара водой и стабилизации уровня воды (переливное устройство должно начать работать) следует плавным открытием вентиля 2 подать воду в систему трубопроводов. Далее, необходимо измерить: отметки уровней воды во всех пьезометрах, расход воды в системе (с помощью мерного бака 3 и секундомера 4), а так же её температуру (термометром в резервуаре 5). Результаты измерений для двух опытов (при разных расходах воды) записать в таблицу 4.1.

Обработать опытные данные и результаты представить в виде таблицы.

Таблица 1.7.

№

Наименование измеряемых и вычисляемых величин

Ед. измер.

Участок прямой трубы 1

Участок прямой трубы 2

Внезапное сужение потока

Внезапное расширение потока

Участок прямой трубы 3

Номера сечений

Диаметр трубы, D

м

Площадь сечения, S=pD2/4

м 2

Показания пьезометра (отметка уровня воды)

м

Мерный объём жидкости, W

м 3

Время наполнения мерного объема, t

С

Температура воды, Т

С°

Длина участка прямой трубы, L

м

Расход воды, Q = W / t

м 3 / с

Скоростной напор в сечении V 2/2 g = (Q / S) 2/2 g

м

Полный напор в сечении, H i = (z + p /ρ g + v 2/2 g)i

м

Местные потери напора, h м

м

Потери по длине, h L

м

Опытный коэффициент местных потерь

zоп

Справочный коэффициент местных потерь

z сп

Число Рейнольдса, Re

-

Опытный коэффициент гидравлического трения

l оп

Расчетный коэффициент гидравлического трения

l рс

Сформировать выводы по результатам работы.

Основные контрольные вопросы.

1. Напишите и поясните формулы Дарси-Вейсбаха и Вейсбаха.

2. Как опытным путем определяют величины коэффициентов l и ζ.

3. Что характеризуют коэффициенты l и ζ?

4. От каких факторов в общем случае они зависят?

5. Как их определяют при гидравлических расчетах?

6. Что такое D_э и D_э/ d, как найти величину D_э при гидравлических расчетах?

7. Назовите области гидравлического сопротивления трубопроводов.

8. Как определяют область сопротивления при гидравлических расчетах.

9. Изобразите схемы движения жидкости при резком повороте трубы на 90°, а также при резком расширении и резком сужении трубопровода и дайте пояснения к ним.

10. Что характерно для движения потока при протекании его через любое местное сопротивление.

 

Лабораторная работа 5.

Изучение истечения жидкости через малые отверстия в тонкой стенке и насадки при постоянном напоре в атмосферу.