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: 139
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
8 Содержание отчета:
- цель и содержание работы;
- схема испытательного стенда;
- порядок проведения опытов и обработки экспериментальных данных (включая журнал измерений и вычислений);
- краткие выводы.
9 Контрольные вопросы
1. Чем обусловлены потери энергии при движении жидкости в прямых трубах постоянного диаметра?
2. Какие показатели влияют на коэффициент гидравлического сопротивления по длине трубопровода?
3. Как определить коэффициент гидравлического сопротивления при ламинарном режиме движения?
4. Как определяется коэффициент гидравлического сопротивления при турбулентном режиме движения?
5. Какие факторы влияют на коэффициент гидравлического сопротивления по длине при турбулентном режиме движения?
6. Объясните порядок проведения опыта и поставленной задачи?
1.3 ЗадачиРасчет простых трубопроводов
Задача 1.1. Определить потери напора и давления для потока с расходом Q в трубе диаметром d, с шероховатостью Δэ. Суммарный коэффициент местных сопротивлений
, Критическое число Рейнольдса 1700, предельное число Рейнольдса определить по формуле 
. Вязкость ν=5сСт.Задача 1.2. Определить диаметр магистрального трубопровода и потери напора в нем для потока с расходом Q . Критическое число Рейнольдса 1900, предельное число Рейнольдса определить по формуле
. Вязкость ν=1сСт. Задача 1.3. Даны: трубопровод (рисунок 1.3,а), расход жидкости Q, ее свойства (и ) и все геометрические данные (l, d, z1, z2), шероховатость трубы э, а также давление в конечном сечении р2. Найти потребный напор Нпотр.
Задача 1.4. Определить потребный напор (рисунок 1.3,б), который необходимо создать в сечении 0-0 для подачи в бак воды с вязкостью , если длина трубопровода l; его диаметр d; расход жидкости Q; высота Н0; давление в баке р2; коэффициент сопротивления крана
1; колена 2; шероховатость стенок трубы .
Рисунок 1.3 – Расчетные схемы: а) - к задаче 1.3; б) - к задаче 1.4
Таблица 1.4 – Варианты численных заданий
| Параметры | Задача 1.1 | |||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |||||||||
| D,мм | 8 | 16 | 16 | 32 | 32 | 50 | 100 | 500 | ||||||||
| Q,л\с | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 5 | 0,5 | ||||||||
 | 10 | 10 | 5 | 5 | 5 | 3 | 2 | 2 | ||||||||
| Δэ,мкм | 5 | 10 | 5 | 20 | 5 | 10 | 20 | 10 | ||||||||
| Задача 1.2 | ||||||||||||||||
| Q,л\с | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 100 | 150 | ||||||||
| Δэ,мкм | 5 | 10 | 5 | 20 | 5 | 10 | 20 | 10 | ||||||||
| Задача 1.3 | ||||||||||||||||
| Q, л/с | 0.5 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 1.8 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | ||||||||
| , кг/м3 | 950 | 900 | 900 | 860 | 1000 | 880 | 1000 | 960 | ||||||||
| , сСт | 20 | 30 | 5 | 40 | 10 | 30 | 20 | 5 | ||||||||
| l, м | 1.5 | 1.2 | 2 | 1.5 | 2.5 | 1.7 | 1.8 | 4.0 | ||||||||
| d, мм | 20 | 25 | 15 | 30 | 30 | 35 | 40 | 60 | ||||||||
| z1, м | 0.02 | 0.04 | 0.08 | 0.06 | 0.1 | 0.05 | 0.02 | 0.09 | ||||||||
| z2, м | 0.9 | 1.0 | 1.5 | 1.2 | 1.8 | 1.4 | 1.5 | 2.0 | ||||||||
| р2, МПа | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 0.7 | 1.2 | 0.8 | 0.9 | 1.6 | ||||||||
| э, мм | 0.05 | 0.04 | 0.05 | 0.03 | 0.02 | 0.04 | 0.05 | 0.04 | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 2.5 | 0.5 | 1 | 1.5 | 1 | ||||||||
| 2 | 3 | 2 | 1 | 1.5 | 3 | 2 | 3 | 4 | ||||||||
| 3 | 1.5 | 1 | 2 | 1 | 2 | 0.5 | 0.5 | 2 | ||||||||
| Задача 1.4 | ||||||||||||||||
| Q, л/с | 1 | 3 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | ||||||||
| , Ст | 0.005 | 0.002 | 0.002 | 0.004 | 0.008 | 0.006 | 0.004 | 0.005 | ||||||||
| l, м | 30 | 40 | 50 | 60 | 80 | 90 | 100 | 90 | ||||||||
| d, мм | 15 | 20 | 25 | 35 | 50 | 60 | 55 | 60 | ||||||||
| р2, МПа | 0.15 | 0.1 | 0.25 | 0.3 | 0.2 | 0.3 | 0.2 | 0.4 | ||||||||
| , мм | 0.05 | 0.02 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 0.05 | 0.04 | 0.02 | ||||||||
| Н0, м | 20 | 15 | 40 | 50 | 30 | 45 | 35 | 50 | ||||||||
| 1 = 2 | 2 | 1.5 | 5 | 4 | 5 | 6 | 4 | 3 | ||||||||
Методические указания
1.Решение задач 1.1-1.4 производится с учетом шероховатости стенок русел и с использованием формул (24,25, 28,29) 2. Для задачи 1.2 рекомендованные экономические скорости жидкости в трубопроводе в таблице 1.2; методика определения диаметра на рисунке 1.4 (раздел 1).
3. При решении задач 1.3 и 1.4 необходимо учесть, что потребный напор определяется с учетом потерь и разности высотных отметок.
Лабораторная работа № 3
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКОНОВ ГИДРОДИНАМИКИ
1.Модуль 2«Гидродинамика»
Два резервуара соединены трубопроводом с двумя участками с диаметрами d1 и d2, соединенными через вентиль В1 и имеющими одинаковые длины 1=20 м (рисунок 1.2). Коэффициент сопротивления вентиля ξ1=4. Регулировкой проходного сечения Sв вентиля В1 обеспечивается расход через трубу Q = 2.10-3 м3/с, направление и величина которого зависят также от величины гидростатических напоров в резервуарах, создаваемых высотами столбов жидкости h1 и h2, взаимным расположением резервуаров h3 = 0,5 м, а также силой F на поршне в левом резервуаре и давлением газа РГ = 1 МПа в правом резервуаре.
Резкое перекрытие вентиля В1 за время ts обусловливает гидроудар в подводящем участке трубопровода.
Открытие вентиля В2, имеющего коэффициент расхода μ0 = 0,5 на величину проходного сечения So = 10-4 м2, приводит к истечению жидкости из правого резервуара.
При решении принять вязкость жидкости ν = 20 сСт, критическое число Рейнольдса Reкр = 2320. Исходные параметры представлены в таблице 1.
Задача 1.1. Определить гидростатические напоры для левого и правого сосудов Hc1, Hc2, а также скоростные и пьезометрические напоры потока для крайних сечений трубопровода hck1, hck2 и p1|
, p2| и сечения по вентилю В1.Задача 1.2.Рассчитать потери напора на вентиле hв и обеих участках трубыhL1, hL2.
Задача 1.3. Определить направление потока и построить для трубы линии изменения полного и пьезометрического напоров (напорная и пьезометрическая линии).
Задача 1.4. Определить расход Q0 через вентиль В2.
Задача 1.5. Определить пик давления Руд при гидроударе на участке трубы до вентиля В1.
Рисунок 1 – К модулю «Гидродинамика»
Два резервуара соединены трубопроводом с двумя участками с диаметрами d1 и d2, соединенными через вентиль В1 и имеющими одинаковые длины 1=20 м (рисунок 1.2). Коэффициент сопротивления вентиля ξ
1=4. Регулировкой проходного сечения Sв вентиля В1 обеспечивается расход через трубу Q = 2.10-3 м3/с, направление и величина которого зависят также от величины гидростатических напоров в резервуарах, создаваемых высотами столбов жидкости h1 и h2, взаимным расположением резервуаров h3 = 0,5 м, а также силой F на поршне в левом резервуаре и давлением газа РГ = 1 МПа в правом резервуаре.
Резкое перекрытие вентиля В1 за время ts обусловливает гидроудар в подводящем участке трубопровода.
Открытие вентиля В2, имеющего коэффициент расхода μ0 = 0,5 на величину проходного сечения So = 10-4 м2, приводит к истечению жидкости из правого резервуара.
При решении принять вязкость жидкости ν = 20 сСт, критическое число Рейнольдса Reкр = 2320. Исходные параметры представлены в таблице 1.3.
Таблица 1.3
| Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| D, мм | 50 | 100 | 150 | 200 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 |
| d1, мм | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 15 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| d2, мм | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 |
| h1, м | 0,5 | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 | 0,5 | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 |
| h2, м | 2,5 | 3 | 3,5 | 4 | 4,5 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 20 | 15 |
| ts, с | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,08 | 0,09 | 0,1 | 0,09 | 0,08 |
| F, кН | 20 | 20 | 20 | 20 | 2 | 2 | 2 | 50 | 50 | 50 | 100 | 100 |