5.2. Описание устройства № 4

Устройство № 4 содержит баки 1 и 2, сообщаемые через опытные каналы переменного 3 и постоянного 4 сечений (рис. 5.1). Каналы соединены между собой пьезометрами I-V, служащими для измерения пье­зометрических напоров в характерных сечениях. Устройство заполнено подкрашенной водой. В одном из баков предусмот­рена шкала 5 для измерения уровня воды. При перевертывании устройства благодаря постоянству напо­ра истечения Но во времени, обеспечивается установившееся движение воды в нижнем канале. Другой канал в это время пропускает воздух, вытесняемый жидкостью из нижнего бака в верхний.

Рис 5.1. Схема устройства № 4:

1,2 - баки; 3,4 - опыт­ные каналы переменно­го и постоянного сече­ния; 5 - уровнемерная шкала;

I-V - пьезометры

5.3. Порядок выполнения работы

1. Занести в таблицу 5.1 характеристики устройства №4: .

Таблица 5.1

№ п/п	Наименование величин	Обозначения, формулы	Сечения канала
			1	11	111	1V	V	V1
1 2 3 4 5	Площадь сечения канала, см Средняя скорость, см/с Пьезометрический напор, см Скоростной напор, см Полный напор, см	V=Q/ Hп=p/ Hk=V2/2g H=(p/

А= см; В= см; S= см; = с; Q=ABS/ см³/с.

2. При заполненном водой баке 2 (рис. 5.1) перевернуть устройство для получения течения в канале переменного сечения 3.

3. Снять показания пьезометров H_п=р/ g no нижним частям менисков воды в них.

4. Измерить время перемещения уровня в баке на величину S , измеряемую шкалой 5.

5. По размерам А и В поперечного сечения бака, перемещению уровня S и времени

определить расход Q воды в канале 3.

6. Определить скоростные и полные напоры в сечениях канала по порядку, указанному в табл. 5.1.

7. Вычертить в масштабе канал с пьезометрами (рис. 5.2). Соединив уровни жидкости в пьезометрах с центром выходного сечения канала, построить пьезометрическую линию 1, показывающую изменение потенциальной энергии вдоль потока. Для получения напорной линии (линии удельной механической энергии) отложить от оси канала полные напоры Н и соединить полученные точки.

8. Проанализировать изменение полной механической Н, потенциальной р/ g) и кинетической V²/2g энергий жид­кости вдоль потока, выяснить соответствие этих изме- нений уравнению Бернулли.

Рис. 5.2 Иллюстрация уравнения Бернулли:

1, 2 - пьезометрическая и напорная линии; Н,, И₂- полные напоры (механические энергии) на входе и выходе из ка­нала; h_TP, h_ai, h_o2, h_Bc, hp, h_c- потери напора: суммарные, по длине на 1 и 2 участках, на внезапное сужение, на плавные расширения и сужения.