Для двух сечений потока реальной жидкости уравнение Бернулли имеет вид:

, (2)

где - скоростной напор, отвечающий средней скорости потока в рассматриваемом живом сечении (здесь Q - расход потока,  - площадь живого сечения потока); - потеря полного напора (полной удельной энергии) на преодоление работы сил внутреннего и внешнего трения на пути между сечениями I-I и II-II;  - коэффициент Кориолиса (корректив кинетической энергии), учитывающий неравномерность распределения местных скоростей U по живому сечению потока, обусловленную вязкостью жидкости.

Величина  зависит от режима течения жидкости, а также от вида движения. При равномерном движении для ламинарного режима =2,0, а для турбулентного =1,05…1,15.

Слагаемые уравнений (1) и (2) в различных живых сечениях можно изображать графически в виде диаграммы уравнения Бернулли (графика напоров, рис. 1), дающей наглядное представление о перераспределении по пути движения жидкости потенциальной и кинетической энергии, а также о характере убывания полной энергии.

Цели работы

1. Определить опытным путем слагаемые z, , уравнения Бернулли для сечений I-I…II-II, а также потери полного напора между сечениями (рис. 1).

2. Вычислить средние скорости потока v и отвечающие им скоростные напоры для живых сечений I-I, II-II и III-III.

3. Построить в масштабе по опытным данным пьезометрическую линию и линию полного напора (рис. 1).

Описание установки

Установка (рис. 2) представляет собой трубопровод 2 переменного сечения с напорным баком 1, вода в который подается по питающему трубопроводу 8 открытием вентиля. Бак 1 снабжен переливным устройством 9 для поддержания уровня воды на постоянной отметке и обеспечения в трубопроводе 2 установившегося движения жидкости.

К сечениям I-I и II-II трубопровода 2 подключены пьезометры 3 и скоростные трубки 4 для измерения величин и . Расход воды в трубопроводе 2 регулируется вентилем 6. Для измерения расхода имеются мерный бак 7 и секундомер 5.

Порядок выполнения работы и обработка опытных данных

1. При закрытом вентиле 6 открыть вентиль для заполнения бака 1 и трубопровода 2 водой. При этом следует обратить внимание на уровни воды в пьезометрических 3 и скоростных трубках 4. Эти уровни при отсутствии воздуха в системе должны быть на одной отметке.

2. Открыть вентиль 6 так, чтобы трубопровод 2 работал полным сечением, а уровень воды в баке был постоянным.

3. Измерить с помощью бака 7 и секундомера 5 расход воды. Затем линейкой измерить геометрические высоты z центров тяжести сечений I-I…III-III относительно плоскости сравнения 0-0, отмеченной на установке.

4. Определить по шкалам отметки уровней воды в пьезометрах и скоростных трубках в сечениях I-I и II-II. Результаты измерений записать в табл. 1. Выполнить вычисления, предусмотренные табл. 1, и построить на миллиметровке (в масштабе 1:10) по полученным данным линию полного напора и пьезометрическую линию так, как показано на рис. 1.

5. Дать заключение по результатам работы.

6. Ответить на контрольные вопросы.

Рис. 2. Схема лабораторной установки.

Начальная установка: относительное открытие крана (%): 56.

Таблица 1

№	Наименования и обозначения измеряемых и вычисляемых величин	Ед. изм.	Результаты измерений и вычислений
			I-I	II-II		III-III
1	2	3	4	5		6
2	Геометрические высоты центров тяжести сечений z	м	0,70	0,50		0,30
3	Отметки уровней воды в пьезометрах, т.е. гидростатические напоры	м	1,784	1,550		1,768
4	Отметки уровней воды в скоростных трубках, т.е. полные напоры	м	1,843	1,835		1,827
5	Пьезометрические высоты	м	1,084	1,050		1,468
6	Скоростные высоты	м	0,059	0,285		0,059
7	Потери полного напора на пути между соседними живыми сечениями струйки	м	0,008		0,008
8	Суммарные потери полного напора	м	0,016
9	Объем воды в мерном баке	м3	0,05	0,05		0,05
10	Продолжительность наполнения объема в мерном баке t	с	74,40	74,40		74,40
11	Расход воды в трубопроводе Q=W/t	м3/с	0,0006	0,0006		0,0006
12	Диаметр сечения d	м	0,028	0,018		0,028
13	Площадь сечения 	м2	0,0006	0,0006		0,0006
14	Средняя скорость движения воды v =Q/	м/с	1	2		1
15	Скоростная высота, отвечающая скорости	м	0,051	0,204		0,051
16	Разность скоростных высот	м	0,008	0,081		0,008

Примечания к таблице 3:

1. Для сечения III-III (графа 6) числовые значения величин (позиции 6 и 9…16) те же, что и для сечения I-I

2. Потери полного напора (позиция 7) между сечениями II-II и III-III принять равными потерям напора между сечениями I-I и II-II.

3.Остальные величины для сечения III-III (позиции 1…5) следует определить, используя уравнение Бернулли (1) .