Выполнение работы
1. Изучить установку Перед выполнением работы просмотреть раздел «Изучить установку» в лабораторной работе № 1.
2. Провести измерения
Данные измерений занести в табл.4.1.
При самостоятельном выполнении работы данные для расчётов взять из таблицы 4.2 (вариант определяется препода-вателем)
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;
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 6,7 получаем :
Re
=
=
=
д) Экспериментальное значение коэффициента гидрав-лического трения на участке между сечениями 6 и 7:
λэксп
=
Здесь hл=
-
= Н6-
H7,
где Н6
и H7–
пьезометричес-кие напоры соответственно
в начальном и конечном сечениях
исследуемого трубопровода.
Получим экспериментальное значение коэффициента гидравлического трения на участке между сечениями 6 и 7:
λэксп
=
= .
Для определения коэффициента гидравлического трения расчетным путем (обозначен λрасч) необходимо для каждого опыта установить, в какой зоне гидравлического сопротивления про-исходит течение жидкости.
Для определения зоны гидравлического сопротивления необходимо использовать численное значение Re (из таблицы 4.1, см.ниже). Численное значение DЭ можно взять из справоч-ных данных. Учитывая, что исследуется стальной новый трубо-провод, DЭ можно взять равным 0,05.
После установления
зоны, в которой происходит те-чение
жидкости, нужно воспользоваться формулой,
рекомен-дуемой для вычисления λ в этой
зоне. Так, например, если течение
происходит в первой зоне (Re
< 2320), то нужно воспользоваться формулой
λ =
или номограммой Кольбрука-Уайта.
Таблица 4.1.Результаты экперимента и расчётов
Номер опыта |
Показа ния мано мет ров, МПа |
hл – потери напора, м |
V– объем жидкости, проходящей через расходомер, м3 ·10-3 |
τ – время прохождения объема, с |
Т – температура рабочей жидкости, °С |
Q = V / τ – расход, м3/с |
u – средняя скорость, м/с |
Re – число Рейнольдса |
Коэффициент гидравлического трения |
||||||||||
|
р |
lЭ |
lР |
||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Таблица 4.2. Варианты 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 |
d, мм |
8 |
10 |
6 |
8 |
10 |
6 |
L6-7, м |
1,0 |
0,9 |
0,8 |
1,2 |
1,1 |
0,7 |
Р6, КПа |
267 |
265 |
270 |
250 |
240 |
256 |
Р7, КПа |
148 |
185 |
170 |
150 |
130 |
165 |
Находим область, в которой происходит течение жидкости. Для этого определим значение
=
= 160.
10·
= 1600 ; 560
= 89600. .
Расчёты показывают, что это 2-ая турбулентная зона:
1600 ≤ ≤ 89600.
Для этой зоны можно использовать уравнение :
λрасч
= 0,11 ·
(
+
)0,25
=0,11·
(
+
)0,25
=
(Записать формулу и провести вычисления).
Расхождение экспериментального и расчётного значений коэффициента гидравлического трения составляет:
β
=
=
100%=
%.
Полученные данные занести в табл.4.1
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;
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 6,7 получаем :
Re = = =
д) Экспериментальное значение коэффициента гидрав-лического трения на участке между сечениями 6 и 7:
λэксп = Здесь hл= - = Н6- H7, где Н6 и H7– пьезометрические напоры соответственно в начальном и конечном сечениях исследуемого трубопровода.
Получим экспериментальное значение коэффициента гидравлического трения на участке между сечениями 6 и 7:
λэксп = = .
Для определения коэффициента гидравлического трения расчетным путем (обозначен λрасч) необходимо для каждого опыта установить, в какой зоне гидравлического сопротивления про-исходит течение жидкости.
Для определения зоны гидравлического сопротивления необходимо использовать численное значение Re (из таблицы 4.1, см.ниже). Численное значение Э можно взять из справоч-ных данных. Учитывая, что исследуется стальной новый трубо-провод, Э можно взять равным 0,05. После установления зоны, в которой происходит течение жидкости, нужно вос-пользоваться формулой, рекомендуемой для вычисления λ в этой зоне. Так, например, если течение происходит в первой зоне (Re < 2320), то нужно воспользоваться формулой λ = или номограммой Кольбрука-Уайта.
Находим область, в которой происходит течение жидкости. Для этого определим значение:
= = 160.
10· = 1600 ; 560 = 89600. .
Расчёты показывают, что это 2-ая турбулентная зона:
1600 ≤ ≤ 89600.
Для этой зоны можно использовать уравнение :
λрасч = 0,11 · ( + )0,25 =0,11· ( + )0,25 =
(Записать формулу и провести вычисления).
Расхождение экспериментального и расчётного значений коэффициента гидравлического трения составляет:
β = = 100%= %.
Данные занести в табл. 4.1
Выводы
Модуль 2. Гидравлические машины. Гидропривод
Отчёт по лабораторной работе № 5: « Изучение уст-ройства и определение рабочих характеристик шестерён-ного насоса»
Цели работы:
- изучение основных теоретических положений по исследованию характеристик объемных насосов;
- ознакомление со стендом для испытания гидросистем и снятие на нём характеристик шестерённого насоса.