6 Описание лабораторного испытательного стенда

Испытательный стенд (рисунок 2.2) состоит из напорного трубопровода 3, двух трубопроводов 1 и 2, имеющих соответственно длины L₁ и L₂. Пьезометры П₁₁ и П₁₀ показывают величину пьезометрического напора (z + P/γ) в начале и конце первого трубопровода L₁=2м, а пьезометры П₁₆ и П₁₅ – соответственно на втором трубопроводе L₂=2м. Подача жид­кости в исследуемый трубопровод осуществляется с помощью вен­тилей В₈ и В₁₀. Вентили В₉, В₁₁ служат для регулирования скорости движения в трубопроводе. Отвод (слив) жидкости из мерного бачка (МБ) производится вентилем В₁₂. Расход жидкости опреде­ляется объемным способом.

7 Порядок проведения опытов и обработки экспериментальных данных

После ознакомления с испытательным стендом опыты проводятся в следующем порядке:

1. Закрыть вентили В₈, В₉, В₁₀, В₁₁. Открыть вентиль В₁₂ и выпустить жидкость из мерного бачка, после чего вентиль В₁₂ закрыть.

2. Открыть вентиль В₈ и заполнить трубопровод рабочей жидкостью. Уровень жидкости в пьезометрах П₁₁ и П₁₀ должен быть одинаковым.

3. Плавно открывая вентиль В₉, одновременно засечь время наполнения мерного бачка МБ до отметки, указанной на бачке. Установить режим движения, при котором уровень жидкости в пьезометре 11 займет одно из промежуточных значений в диапазоне (70…90)10^-2 м.

4. Снять показания с пьезометров П₁₁ и П₁₀, которые соответствуют значениям (z₁₁ + P₁₁/γ) и (z₁₀ + P₁₀/γ). Результаты измерения занести в журнал наблюдений.

5. После того, как уровень жидкости в мерном бачке достигнет отметки «с», вентиль В₉ закрыть и одновременно засечь время наполнения. Результаты измерения занести в журнал наблюдений.

6. Открыть вентиль В₁₂ и выпустить жидкость из мерного бачка, после чего вентиль В₁₂ закрыть.

7. Со стенда снять значения d₁ и L₁.

8. Закрыть вентиль В₈ и открыть вентиль В₁₀. Уровень жидкости в пьезометрах П₁₆ и П₁₅ должен быть одинаковым.

Рисунок 2.2. Схема лабораторного стенда

Далее в описанном порядке (начиная с п.3) повторить опыт, снимая показания с пьезометров П₁₆ и П₁₅, которые определяют потери в трубопроводе длиной L₂ и d₂. Результаты занести в таблицу 2.2. Уровень жидкости в пьезометре П₁₆ установить (75…95)10^-2м.

На основе данных наблюдений и замеров определяют:

а) расход жидкости в трубопроводе

где W – объем мерного бачка, м³;

t – время наполнения мерного бачка;

б) среднюю скорость движения жидкости в трубопроводе и скоростной напор v²/2g,

где S – площадь живого сечения, S = ;

в) гидравлический радиус R_г = d/4;

г) потери по длине трубопровода

;

;

г) гидравлический уклон

i = h_тр/L,

где L – длина трубопровода или расстояние между пьезометрами;

е) коэффициент гидравлического трения

;

и) число Рейнольдса

,

 - коэффициент кинематической вязкости, выбирается по таблице в зависимости от температуры жидкости;

к) в зависимости от численного значения Rе устанавливают режим движения жидкости в трубопроводе, а затем в соответст­вии с режимом по формулам (2.4) – (2.7) определяют рас­четное значение коэффициента трения λ_р;

л) оценить погрешность в определении коэффициента гидрав­лического трения экспериментальным и расчетным путями.

Таблица 2.2. Данные измерений и вычислений

№	Наименование	Обозн.	Разм.	1	2
1	Диаметр трубы	d	м
2	Площадь сечения трубы	S	м2
3	Показания пьезометров а) в начале трубы б) в конце трубы	(z+P/γ)	м м
4	Потери напора по длине	hтр	м
5	Расстояние между пьезометрами	L	м
6	Объем жидкости в мерном бачке	W	м3
7	Время наполнения мерного бачка	t	с
8	Расход жидкости	Q	м3/с
9	Средняя скорость движения жидкости	v	м/с
10	Скоростной напор	v2/2g	м
11	Гидравлический радиус	RГ	м
12	Гидравлический уклон	i	-
13	Коэффициент трения по длине (из опыта)	λ	-
14	Коэффициент Шези	С	-
15	Коэффициент шероховатости	n	-
16	Температура	T	С0
17	Число Рейнольдса	Re	-
18	Режим движения
19	Коэффициент кинематической вязкости	υ	м2/с
20	Коэффициент по формуле, соответствующий зоне сопротивления	λр