2. Порядок проведения работы

Перед началом работы ознакомиться с разделом «Описание лабораторной установки».

Данная работа проводится с использованием труб 8, 9 и 10, имеющих разную шероховатость. Поскольку при неизменном расходе воздуха в трубопроводе постоянного сечения динамический напор, прямо пропорциональный квадрату скорости, остаётся неизменным на всём протяжении участка трубы, то все потери энергии, происходящие в потоке, выражаются через потери потенциальной энергии, т. е. в изменении статического давления по длине трубы. Поэтому вся работа сводится к измерению падения статического давления по длине исследуемой трубы.

Перед началом работы преподаватель может поставить студенту различные задачи, а от студента требуется творчески подойти к выполнению работы и экспериментально решить поставленную задачу.

В общем случае для проведения работы необходимо:

3.1. Подготовить установку к работе, как указано в разделе – «описание лабораторной установки».

3.2. Открыть один из кранов 12, 13 или 14, подающих воздух в исследуемую трубу.

3.3. Установить с помощью открытого крана заданный преподавателем расход воздуха, измеряя перепад давлений на трубе Вентури (см. раздел «описание лабораторной установки»).

3.4. Измерить статическое давление на входе и на выходе соответствующей трубы.

3.5. В соответствии с заданием преподавателя и выбранным методом, провести достаточное количество измерений, необходимых для решения поставленной задачи.

3.6. Все результаты измерений и последующих расчётов записывают в таблицу (рис. 7).

Результаты измерений

Величина		Труба №
		1	2	3
Расход	Перепад давлений в трубе Вентури ∆Н=Рст1-Рст2, Па
	V t , м3/с
Площадь сечения трубы	ω, м2
Скорость	W, м/с
Статический напор	Вход , Па
	Выход , Па
Потери статического напора в трубе	∆Р= - , Па
Коэффициент потерь напора на трение	λ

Рис. 7. Форма таблицы для записи результатов измерений

После завершения всех необходимых измерений приступают к математической обработке полученных результатов.

Расход воздуха определяют по формуле (1), учитывая температуру воздуха и атмосферное давление в помещении лаборатории.

Среднюю скорость потока в трубе (м/с), рассчитывают по формуле

. (24)

Величину динамического напора (Па) определяют по формуле

, (25)

Значение λ рассчитывают с использованием формулы (20), которая после небольших преобразований примет вид

. (26)

Если коэффициент потерь напора на трение λ ≥ 0,03, то значение относительной шероховатости можно рассчитать по формуле

= . (27)

Для того чтобы сопоставить полученные экспериментальные результаты с приведёнными на графике Никурадзе, необходимо определить режим движения потока воздуха в исследуемой трубе, рассчитав число подобия Рейнольдса по формуле (19). Если окажется, что режим движения был ламинарным (Re ≤ 2000), то коэффициент потерь напора на трение, определенный по формуле (26), сравнивают со значением λ, рассчитанным по формуле Гагена–Пуазейля (22). Если режим движения переходный (число подобия 2000 ≤ Re ≤ 4000), то значение λ, полученное экспериментальным путём, сравнивают с рассчитанным по формуле Блазиуса (23). При этом надо иметь ввиду, что формула Блазиуса выведена для гладких труб с относительной шероховатостью ≤ 0,03.