Лабораторная работа № 8. Часть III (2 часа) Определение потерь напора по длине
Цель работы: Освоение экспериментального и расчетного способов определения потерь напора на трение по длине.
1 Общие сведения
Потери напора по длине вызваны тормозящим действием стенок, приводящим к вязкостному трению частиц и струек жидкости друг о друга вдоль трубопровода. Они определяются по формуле:
,
(6)
где – коэффициент гидравлического трения;
l, d – соответственно длина и внутренний диаметр трубы (канала);
– средняя скорость.
В опытах потери напора по длине определяются разностью показаний пьезометров, установленных на концах опытного участка канала, т.к. скоростной напор не изменяется по пути.
2 Порядок выполнения работы
1 При заполненном водой баке 1 поставить устройство для иллюстрации уравнения Бернулли на стол баком 2 (рисунок 1 лабораторной работы "Иллюстрация уравнения Бернулли").
2 Снять показания пьезометров I-V, измерить время t изменения уровня в баке на произвольно заданную величину S и температуру Т в помещении.
3 Построить по показаниям пьезометров пьезометрическую линию. На этой линии выделить участок с постоянным уклоном (обычно участок III-V), соответствующий равномерному течению. Определить его длину l и опытное значение потерь h по показаниям крайних пьезометров на нем (рисунок 1 лабораторной работы "Иллюстрация уравнения Бернулли").
4 Найти число Рейнольдса и расчетное значение потерь напора h* по порядку, указанному в таблице 1, и относительное расхождение опытного и расчетного значений потерь напора. Объяснить это расхождение.
Таблица 3 – Результаты опыта
Наименование величин |
Обозначения, формулы |
Значения величин |
Показания пьезометров, см |
|
|
Длина участка с равномерным движением, см |
l |
|
Опытное значение потерь напора по длине, см |
|
|
Кинематический коэффициент вязкости воды, см2/c |
|
|
Число Рейнольдса |
|
|
Коэффициент трения при Re < 2300
2300 Re 10d/
Re > 10d/ |
|
|
Расчетное значение потерь напора по длине, см |
|
|
Относительное расхождение опытного и расчетного значений потерь |
|
|
d =... cм; =... см2; А =... см; В =... см; Т =... оС; S =... cм; t =... c; Q = ABS/t =... см3/с; V = Q/ =... cм/с.
Примечание: Абсолютную шероховатость стенок канала принять равной
= 0,001 мм.
Контрольные вопросы
1 Уравнение Бернулли для струйки идеальной жидкости.
2 Работа насадок.
3 Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости.
4 Геометрический и энергетический смысл уравнения Бернулли.
5 Затопленное отверстие.
6 Основное уравнение равномерного движения.
7 Уравнение неразрывности потока в дифференциальной форме.
8 Местные сопротивления при внезапном расширении потока.
9 Уклоны гидравлический и пьезометрический.
10 Трубка Пито и водомер Вентури.
11 Уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости.
12 Распределение скоростей по сечению в ламинарном и турбулентном потоке в круглой трубе.
13 Незатопленные отверстия.
14 Сопротивление по длине и местные сопротивления. Коэффициент местных сопротивлений.
15 Истечение жидкости из отверстий при переменном напоре. Определение времени опорожнения резервуара.
16 Уравнение Бернулли для элементарной струи жидкости.
17 Трубопроводы, назначения и классификация.
Правила техники безопасности при выполнении лабораторной работы
1 К работе допускаются лица, ознакомившиеся с техникой безопасности в лаборатории.
2 Студент допускается к работе на лабораторной установке только после изучения методики проведения опыта.
3 Так как установка имеет легко бьющиеся части, то не допускать падения установки, резких ударов и прочих воздействий, могущих привести к разрушению.