Файл: Лабораторная работа Изучение режимов течения жидкости 2ч. Лабораторная работа Изучение гидравлических потерь потока 2ч.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 142
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
- коэффициент данного местного сопротивления; - характерная скорость потока.
За расчетную характерную скорость, если она изменяется на местном сопротивлении, обычно принимают большую из двух возможных.
В общем случае коэффициент местного сопротивления определяется по формуле
(2)
кв.- коэффициент местного сопротивления, соответствующий квадратичной области сопротивления турбулентного режима;
A- коэффициент формы местного сопротивления;
- число Рейнольдса.
3. Опытная установка
Схема опытной установки представлена на рисунке 4. Вода из бака поступает в трубопровод с местными сопротивлениями. Расход воды через трубопровод регулируется вентилем 6 и измеряется с помощью сужающего устройства 3 (диафрагмы). Местные сопротивления в виде внезапного расширения 2, внезапного сужения 4 и поворота 5 оснащены пьезометрами 7 на входе и выходе воды из местного сопротивления.
Рисунок 4. – Схема опытной установки
4. Порядок выполнения работы
1. Запустить электронасос и открыть полностью регулирующий вентиль 6.
2. Записать в протокол испытаний разность давлений на диафрагме 3.
3. Измерить разность пьезометрических высот, показываемую пьезометрами на местных сопротивлениях, записать в протокол.
4. Прикрыть регулирующий вентиль так, чтобы разность давлений на диафрагме уменьшилась примерно на одну треть от своего первоначального значения. Повторить измерение разностей уровней пьезометров, установленных на изучаемых местных сопротивлениях 2, 4, 5 (см.рис.7). Записать результаты в протокол.
5. Третий раз замеры снять при таком положении вентиля, когда давление на диафрагме уменьшится примерно на две трети от своего первоначального значения. Записать результаты в протокол (таблица 1).
Таблица 1- Протокол испытаний по определению коэффициентов потерь на местных сопротивлениях
5. Обработка результатов испытаний
1. По значению hp из таблицы 1 определить расход воды через трубопровод по формуле
2. Скорость и определить из уравнения расхода
3. Для определения потерь напора на местных сопротивлениях использовать уравнение Бернулли, записанного для сечения «вх» и «вых» , на входе и выходе из местного сопротивления
Примечание. При внезапном расширении т.е. в протокол испытаний должно быть записано со знаком «минус». При внезапном сжатии т.е. в протокол испытаний должно быть записано со знаком «плюс».
4. Экспериментальные значения коэффициентов местных сопротивлений при внезапном расширении , сжатии и при повороте определить по формуле Вейсбаха
приняв за расчётную скорость большую из двух скоростей.
5. Расчётные значения коэффициентов местных сопротивлений при внезапном расширении , при внезапном сжатии и при повороте определить по соответствующим формулам из приложения к методическим указаниям к данной лабораторной работе.
6. Результаты расчётов занести в таблицу 2.
Таблица 2 – Результаты расчётов по определению коэффициентов потерь местных сопротивлений
7. Подсчитать число Рейнольдса по наибольшей скорости в каждом опыте по формуле
и сделать выводы.
Приложение А
Таблица А –Схемы сопротивлений и значения коэффициентов сопротивлений
№ 2.2. Изучение гидравлических потерь по длине русла
За расчетную характерную скорость, если она изменяется на местном сопротивлении, обычно принимают большую из двух возможных.
В общем случае коэффициент местного сопротивления определяется по формуле
(2)
кв.- коэффициент местного сопротивления, соответствующий квадратичной области сопротивления турбулентного режима;
A- коэффициент формы местного сопротивления;
- число Рейнольдса.
3. Опытная установка
Схема опытной установки представлена на рисунке 4. Вода из бака поступает в трубопровод с местными сопротивлениями. Расход воды через трубопровод регулируется вентилем 6 и измеряется с помощью сужающего устройства 3 (диафрагмы). Местные сопротивления в виде внезапного расширения 2, внезапного сужения 4 и поворота 5 оснащены пьезометрами 7 на входе и выходе воды из местного сопротивления.
Рисунок 4. – Схема опытной установки
4. Порядок выполнения работы
1. Запустить электронасос и открыть полностью регулирующий вентиль 6.
2. Записать в протокол испытаний разность давлений на диафрагме 3.
3. Измерить разность пьезометрических высот, показываемую пьезометрами на местных сопротивлениях, записать в протокол.
4. Прикрыть регулирующий вентиль так, чтобы разность давлений на диафрагме уменьшилась примерно на одну треть от своего первоначального значения. Повторить измерение разностей уровней пьезометров, установленных на изучаемых местных сопротивлениях 2, 4, 5 (см.рис.7). Записать результаты в протокол.
5. Третий раз замеры снять при таком положении вентиля, когда давление на диафрагме уменьшится примерно на две трети от своего первоначального значения. Записать результаты в протокол (таблица 1).
Таблица 1- Протокол испытаний по определению коэффициентов потерь на местных сопротивлениях
Опыт | hp | ∆pвн.р. | ∆pвн.с. | ∆pпов. | | | α | |||
мм | мм | Па | мм | Па | мм | Па | мм | мм | град. | |
1 | | | | | | | | | | |
2 | | | | | | | | | | |
3 | | | | | | | | | | |
5. Обработка результатов испытаний
1. По значению hp из таблицы 1 определить расход воды через трубопровод по формуле
2. Скорость и определить из уравнения расхода
3. Для определения потерь напора на местных сопротивлениях использовать уравнение Бернулли, записанного для сечения «вх» и «вых» , на входе и выходе из местного сопротивления
Примечание. При внезапном расширении т.е. в протокол испытаний должно быть записано со знаком «минус». При внезапном сжатии т.е. в протокол испытаний должно быть записано со знаком «плюс».
4. Экспериментальные значения коэффициентов местных сопротивлений при внезапном расширении , сжатии и при повороте определить по формуле Вейсбаха
приняв за расчётную скорость большую из двух скоростей.
5. Расчётные значения коэффициентов местных сопротивлений при внезапном расширении , при внезапном сжатии и при повороте определить по соответствующим формулам из приложения к методическим указаниям к данной лабораторной работе.
6. Результаты расчётов занести в таблицу 2.
Таблица 2 – Результаты расчётов по определению коэффициентов потерь местных сопротивлений
Опыт | Q | | | | | | | | | | | |
л/с | | | м | м | м | | | | | | | |
1-3 | | | | | | | | | | | | |
7. Подсчитать число Рейнольдса по наибольшей скорости в каждом опыте по формуле
и сделать выводы.
Приложение А
Таблица А –Схемы сопротивлений и значения коэффициентов сопротивлений
Наименование сопротивления | Схема сопротивления | Значение коэффициента сопротивления | |||||||||
Внезапное расширение | | | |||||||||
Выход из трубы в резервуар | | | |||||||||
Внезапное сужение | | | |||||||||
Вход в трубу | С острой кромкой | | | ||||||||
С закругленной кромкой | | | |||||||||
С плавной кромкой | | | |||||||||
Конический диффузор | | коэффициент гидравлического трения n= | |||||||||
Конический конфузор | | коэффициент гидравлического трения n= | |||||||||
Резкий поворот на угол δ (колено), сечение круглое | | Материал | | 15 | 30 | 45 | 60 | 90 | |||
Чугун, сталь | | 0,062 | 0,161 | 0,230 | 0,684 | 1,1265 | |||||
Цветные металлы | | 0,042 | 0,130 | 0,220 | 0,471 | 1,129 | |||||
Плавный поворот на угол (отвод) сечение круглое | | 1. 2. 3. | |||||||||
Диафрагма с острыми краями | | | |||||||||
Задвижка типа «Лудпс» | | | |||||||||
| 0,10 | 0,20 | 0,40 | 0,60 | 0,80 | 1,0 | |||||
| 200 | 33,0 | 4,70 | 1,23 | 0,31 | 0,05 | |||||
| |||||||||||
Вентиль при полном открытии | | | |||||||||
D.мм | 13 | 25 | 50 | 100 | |||||||
| 10,8 | 6,1 | 4,6 | 4,1 | |||||||
| |||||||||||
Дроссельный клапан | | | 0 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | ||
| 0,1 | 0,24 | 0,52 | 1,54 | 3,91 | 10,8 | 32,1 | ||||
| |||||||||||
Клапан с сеткой на всасывающий линии насоса | | | |||||||||
D,мм | 50 | 75 | 100 | 150 | 200 | 300 | 500 | ||||
| 10 | 8,5 | 7 | 6 | 5,2 | 3,7 | 2,5 | ||||
|
№ 2.2. Изучение гидравлических потерь по длине русла