2. Провести измерения

Результаты испытаний занести в таблицу 1.1. Провести расчёты. При выполнении самостоятельной работы данные для расчётов взять из табл 1.3 (вариант задания определяется преподавате-лем).

Рисунок 1.2. Схема гидравлическая принципиальная

Расчёты

Опыт 1. Находим:

а) расход жидкости:

Q = = = ·10^-3 ;

б) площадь сечения трубопровода:

S₆= S₇ = = ·10^-4 м²;

в) скорость движения жидкости через сечения:

S₆= S₇ u₆= u₇= = = м/с;

Таблица 1.1 Результаты исследований.

Номер опыта			1		2	3
Время τ прохождения через расходомер объема V, с
Объем V, м3
Температура t0С
Расход Q, м3/с
Средняя скорость U, м/с
Число Рейнольдса Re
Режим течения
Таблица 1.2.
Температура Т0С		Плотность ρ,		Динам. вякость η, Па · с
16		999,0		11,19 · 10-4
18		998,7		10,59 · 10-4
20		998,3		10,08 · 10-4
22		997,8		9,88 · 10-4
24		997,2		9,61 · 10-4

г) число Рейнольдса ( данные по плотности и динамичес-кой вязкости взять из таблицы 1.2)

Re = = = . Данные расчётов занести в табл. 1.1.

Вывод: число Рейнольдса больше (меньше) 4000, следова-тельно режим течения турбулентный (ламинарный). Нужное значение подчеркнуть двойной чертой.

Опыт 2. Находим:

а) расход жидкости:

Q = = = ·10^-3 ;

б) площадь сечения трубопровода:

S₆= S₇ = = ·10^-4 м²;

в) скорость движения жидкости через сечения:

S₆= S₇ u₆= u₇= = = м/с;

Re = = = .

Полученные результаты занести в табл.1.1.

Вывод: число Рейнольдса больше (меньше) 4000, следова-тельно режим течения турбулентный (ламинарный). Нужное значение подчеркнуть двойной чертой.

Таблица 1.3. Данные для самостоятельной работы.

Номер опыта	1	2	3
Время τ прохождения через расходомер объема V, с	62	50	40
Объем V, л	20	15	10
Температура Т0С	18	20	22

Опыт 3. Находим:

а) расход жидкости:

Q = = = ·10^-3 ;

б) площадь сечения трубопровода:

S₆= S₇ = = ·10^-4 м²;

в) скорость движения жидкости через сечения:

S₆= S₇ u₆= u₇= = = м/с;

Re = = = .

Полученные результаты занести в табл.1.1.

Вывод: число Рейнольдса больше (меньше) 4000, следова-тельно режим течения турбулентный (ламинарный). Нужное значение подчеркнуть двойной чертой.

Отчёт по лабораторной работе № 2: «Построение напорной и пьезометрической линий трубопровода»

Цели работы:

- уяснить физическую сущность полного напора и всех его составляющих: геометрического, пьезометрического и ско-ростного напоров;

- уяснить физическую сущность закона Бернулли;

- построить напорную и пьезометрические линии трубопрово-да;

- построить графические зависимости изменения мощности потока по длине трубопровода.

Выполнение работы

1. Изучить установку

Перед выполнением работы просмотреть раздел «Изу-чить установку» в лабораторной работе № 1.

2. Провести измерения

Результаты измерений занести в таблицу 2.1.

Провести расчёты.

При самостоятельном (виртуальном) выполнении работы данные для расчётов взять из таблицы 2.2. Номер варианта зада-ния согласовывается с преподавателем.

Расчёты Опыт 1. Находим:

а) расход жидкости:

Q = = = ·10^-3 ;

б) площадь сечения трубопровода:

S₁₄= S₁₅ = = ·10^-4 м²;

S₁₆= S₁₇ = = ·10^-4 м²;

в) скорость движения жидкости через сечения:

S₁₄= S₁₅ u₁₄= u₁₅ = = = м/с;

S₁₆= S₁₇ u₁₆= u₁₇ = = = м/с;

г) число Рейнольдса ( данные по плотности и динамичес-кой вязкости взять из таблицы 1.2. При ⁰С значения плотности ρ = , вязкости η = · 10^-4 Па · с).

Для сечений 14,15 получаем :

Re = = =

Для сечений 16,17 значение числа Рейнольдса:

Re = = =

д) Пьезометрические напоры в выбранных сечениях:

= = м.

= = м.

Таблица 2.1. Данные эксперимента и результаты расчётов

Номер опыта

i – номер сечения трубопровода

рi – величина давления, МПа

V– объем воды, проходящей через расходомер, м3

t – время прохождения объема через расходомер, с

Т – температура воды, °С

Q – расход воды, м3/с

u-средняя скорость, м/с

Re – число Рейнольдса

zi – геометрический напор, м

p i / ( ρ · g ) – пьезометрический напор , м

α · υ2 / ( 2 · g ) – скоростной напор, м

zi + p i / ( ρ · g ) – удельная потенциальная энергия потока, м

Hi – полный напор , м

Ni – мощность потока, Вт

1

14

10· 10-3

15

16

17

2

14

10· 10-3

15

16

17

= = м.

= = м.

Таблица 2.2. Варианты контрольного задания для самостоятельной работы

Вариант Изм.велич.	1	2		3		4	5			6
V, л	5	10		15		20	25			30
τ, с.	15	30		45		60	75			90
Т,0С.	18	20		22		24	18			20
d1, мм	8	10		6		8	10			6
d2, мм	15	20		12		15	20			12
L14-15, мм	300
L16-17, мм	500
L15-М, мм	120
LМ-16, мм	240
Р14, КПа	267	265	270		250			240			256
Р15, КПа	248	255	210		230			230			200
Р16, КПа	228	239	190		210			204			180
Р17, КПа	226	237	187		208			203			174

Н,м

N, вт

0

L,м

Рисунок 2.1. График изменения напоров Н = f (L) по длине трубопровода и мощности N = f(L)

е) Полные напоры определяем из соотношения:

= + +

Геометрические напоры одинаковы во всех сечениях. Проводя нулевой уровень вдоль оси трубопровода, получим значения z_i , равные 0 во всех сечениях.

Коэффициенты Кориолиса для турбулентных течений равны 1.

H₁₄ = + = м + = м.

H₁₅ = + = м + = м.

H₁₆ = + = м + = м.

H₁₇ = + = м + = м.

ж) Полная мощность жидкости определяется следую-щим образом:

N_i = H_i·ρ·g·Q_i = Р_i ·Q_i (Р_i= ρ·g·H_i-рассчитать предварительно)

В сечении 14 N₁₄ = ·10³ Па· ·10^-3 = вт

В сечении 15 N₁₅ = ·10³ Па· ·10^-3 = вт

В сечении 16 N₁₆ = ·10³ Па· ·10^-3 = вт

В сечении 17 N₁₇ = ·10³ Па· ·10^-3 = вт

з) Потери напора между сечениями:

14 и 15

h_14-15 = H₁₄ - H₁₅ = м - м = м.

16 и 17

h_16-17 = H₁₆- H₁₇ = м - м = м.

и) Потери мощности между двумя сечениями можно определить по разности значений мощности (пункт 6) ∆N_14-15 = ( - ) вт = вт.

к) Гидравлические уклоны на участках между сечениями 14-15 и 16-17: I = = . I_14-15 = = =

I_16-17 = = =

Полученные данные занести в табл.2.1.

Опыт 2. Находим:

а) расход жидкости:

Q = = = ·10^-3 ;

б) площадь сечения трубопровода:

S₁₄= S₁₅ = = ·10^-4 м²;

S₁₆= S₁₇ = = ·10^-4 м²;

в) скорость движения жидкости через сечения:

S₁₄= S₁₅ u₁₄= u₁₅ = = = м/с;

S₁₆= S₁₇ u₁₆= u₁₇ = = = м/с;

г) число Рейнольдса ( данные по плотности и динамичес-кой вязкости взять из таблицы 1.2. При ⁰С значения плотности ρ = , вязкости η = · 10^-4 Па · с).

Для сечений 14,15 получаем :

Re = = =

Для сечений 16,17 значение числа Рейнольдса:

Re = = =

д) Пьезометрические напоры в выбранных сечениях:

= = м.

= = м.

= = м.

= = м.

е) Полные напоры определяем из соотношения:

= + +

Геометрические напоры одинаковы во всех сечениях. Проводя нулевой уровень вдоль оси трубопровода, получим значения z_i , равные 0 во всех сечениях.

Коэффициенты Кориолиса для турбулентных течений равны 1.

H₁₄ = + = м + = м.

H₁₅ = + = м + = м.

H₁₆ = + = м + = м.

H₁₇ = + = м + = м.

ж) Полная мощность жидкости определяется следую-щим образом:

N_i = H_i·ρ·g·Q_i = Р_i ·Q_i (Р_i= ρ·g·H_i-рассчитать предварительно)

В сечении 14 N₁₄ = ·10³ Па· ·10^-3 = вт

В сечении 15 N₁₅ = ·10³ Па· ·10^-3 = вт

В сечении 16 N₁₆ = ·10³ Па· ·10^-3 = вт

В сечении 17 N₁₇ = ·10³ Па· ·10^-3 = вт

Н, м

N,вт

0

LL,м

м

Рисунок 2.2. График изменения напоров Н = f (L) и мощности N = f(L) по длине трубопровода

з) Потери напора между сечениями:

14 и 15

h_14-15 = H₁₄ - H₁₅ = м - м = м.

16 и 17

h_16-17 = H₁₆- H₁₇ = м - м = м.

и) Потери мощности между двумя сечениями можно определить по разности значений мощности (пункт 6) ∆N_14-15 = ( - ) вт = вт.

к) Гидравлические уклоны на участках между сечениями 14-15 и 16-17:

I = = . I_14-15 = = =

I_16-17 = = =

Полученные данные занести в табл.2.1. Построить напор-ную и пьезометрическую линии Н = f (L) , а также график из-менения мощности по длине трубопровода N = f(L).

Для построения графиков можно использовать сетку (рис.2.2). Примерный вид графиков приведен на рис.2.5, часть 1

Выводы

Отчёт по лабораторной работе № 3: «Определение коэффициентов местных гидравлических сопротивлений»

Цели работы:

- изучение методики экспериментального определения коэффициентов местных гидравлических сопротивлений;

- экспериментальное определение коэффициентов местных соп-ротивлений: колена К (поворота на 90º), внезапного сужения ВС и внезапного расширения ВР.